ea10c0e43554e6dc88255855eb8e36029e7d6290
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
12  *              John S. Dyson.
13  *
14  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.242.2.20 2003/05/28 18:38:10 alc Exp $
15  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.115 2008/08/13 11:02:31 swildner Exp $
16  */
17
18 /*
19  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
20  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
21  * sure that the performance degradation associated with schemes such
22  * as this is not realized.
23  *
24  * Author:  John S. Dyson
25  * Significant help during the development and debugging phases
26  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
27  *
28  * see man buf(9) for more info.
29  */
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/buf.h>
34 #include <sys/conf.h>
35 #include <sys/eventhandler.h>
36 #include <sys/lock.h>
37 #include <sys/malloc.h>
38 #include <sys/mount.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/kthread.h>
41 #include <sys/proc.h>
42 #include <sys/reboot.h>
43 #include <sys/resourcevar.h>
44 #include <sys/sysctl.h>
45 #include <sys/vmmeter.h>
46 #include <sys/vnode.h>
47 #include <sys/dsched.h>
48 #include <sys/proc.h>
49 #include <vm/vm.h>
50 #include <vm/vm_param.h>
51 #include <vm/vm_kern.h>
52 #include <vm/vm_pageout.h>
53 #include <vm/vm_page.h>
54 #include <vm/vm_object.h>
55 #include <vm/vm_extern.h>
56 #include <vm/vm_map.h>
57 #include <vm/vm_pager.h>
58 #include <vm/swap_pager.h>
59
60 #include <sys/buf2.h>
61 #include <sys/thread2.h>
62 #include <sys/spinlock2.h>
63 #include <sys/mplock2.h>
64 #include <vm/vm_page2.h>
65
66 #include "opt_ddb.h"
67 #ifdef DDB
68 #include <ddb/ddb.h>
69 #endif
70
71 /*
72  * Buffer queues.
73  */
74 enum bufq_type {
75         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
76         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
77         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
78         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
79         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
80         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
81         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
82
83         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
84 };
85
86 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
87
88 #define BD_WAKE_SIZE    16384
89 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
90
91 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
92 struct spinlock bufspin = SPINLOCK_INITIALIZER(&bufspin);
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 static void vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
101 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
102 static int flushbufqueues(bufq_type_t q);
103 static vm_page_t bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit);
104
105 static void bd_signal(int totalspace);
106 static void buf_daemon(void);
107 static void buf_daemon_hw(void);
108
109 /*
110  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
111  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
112  * really that bad.  it would be better to split the buffer
113  * for input in the case of buffers partially already in memory,
114  * but the code is intricate enough already.
115  */
116 vm_page_t bogus_page;
117
118 /*
119  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
120  * not need to use compiler magic.
121  */
122 int bufspace, maxbufspace,
123         bufmallocspace, maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
124 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
125 static int lorunningspace, hirunningspace, runningbufreq;
126 int dirtybufspace, dirtybufspacehw, lodirtybufspace, hidirtybufspace;
127 int dirtybufcount, dirtybufcounthw;
128 int runningbufspace, runningbufcount;
129 static int getnewbufcalls;
130 static int getnewbufrestarts;
131 static int recoverbufcalls;
132 static int needsbuffer;         /* locked by needsbuffer_spin */
133 static int bd_request;          /* locked by needsbuffer_spin */
134 static int bd_request_hw;       /* locked by needsbuffer_spin */
135 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
136 static u_int bd_wake_index;
137 static u_int vm_cycle_point = 40; /* 23-36 will migrate more act->inact */
138 static struct spinlock needsbuffer_spin;
139 static int debug_commit;
140
141 static struct thread *bufdaemon_td;
142 static struct thread *bufdaemonhw_td;
143
144
145 /*
146  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
147  */
148 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
149         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
150 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
151         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
152 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
153         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
154 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
155         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
156 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, vm_cycle_point, CTLFLAG_RW, &vm_cycle_point, 0,
157         "Recycle pages to active or inactive queue transition pt 0-64");
158 /*
159  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
160  */
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
162         "Total number of buffers in buffer cache");
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
164         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
166         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
168         "Pending number of dirty buffers");
169 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
170         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
171 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
172         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
173 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
174         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
176         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
177 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
178         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
180         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
182         "Amount of memory available for buffers");
183 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
184         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
185 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
186         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
188         "New buffer header acquisition requests");
189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD, &getnewbufrestarts,
190         0, "New buffer header acquisition restarts");
191 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recoverbufcalls, CTLFLAG_RD, &recoverbufcalls, 0,
192         "Recover VM space in an emergency");
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RD, &bufdefragcnt, 0,
194         "Buffer acquisition restarts due to fragmented buffer map");
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RD, &buffreekvacnt, 0,
196         "Amount of time KVA space was deallocated in an arbitrary buffer");
197 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RD, &bufreusecnt, 0,
198         "Amount of time buffer re-use operations were successful");
199 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_commit, CTLFLAG_RW, &debug_commit, 0, "");
200 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
201         "sizeof(struct buf)");
202
203 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
204
205 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
206 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
207 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
208 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
209
210 /*
211  * bufspacewakeup:
212  *
213  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
214  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
215  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
216  *      bp's get placed back in the queues.
217  */
218
219 static __inline void
220 bufspacewakeup(void)
221 {
222         /*
223          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
224          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
225          * process will be able to now.
226          */
227         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
228                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
229                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
230                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
231                 wakeup(&needsbuffer);
232         }
233 }
234
235 /*
236  * runningbufwakeup:
237  *
238  *      Accounting for I/O in progress.
239  *
240  */
241 static __inline void
242 runningbufwakeup(struct buf *bp)
243 {
244         int totalspace;
245         int limit;
246
247         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
248                 atomic_subtract_int(&runningbufspace, totalspace);
249                 atomic_subtract_int(&runningbufcount, 1);
250                 bp->b_runningbufspace = 0;
251
252                 /*
253                  * see waitrunningbufspace() for limit test.
254                  */
255                 limit = hirunningspace * 2 / 3;
256                 if (runningbufreq && runningbufspace <= limit) {
257                         runningbufreq = 0;
258                         wakeup(&runningbufreq);
259                 }
260                 bd_signal(totalspace);
261         }
262 }
263
264 /*
265  * bufcountwakeup:
266  *
267  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
268  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
269  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
270  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
271  *
272  * MPSAFE
273  */
274 static __inline void
275 bufcountwakeup(void) 
276 {
277         if (needsbuffer) {
278                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
279                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
280                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
281                 wakeup(&needsbuffer);
282         }
283 }
284
285 /*
286  * waitrunningbufspace()
287  *
288  * Wait for the amount of running I/O to drop to hirunningspace * 2 / 3.
289  * This is the point where write bursting stops so we don't want to wait
290  * for the running amount to drop below it (at least if we still want bioq
291  * to burst writes).
292  *
293  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
294  * must block while runningbufspace is greater then or equal to
295  * hirunningspace * 2 / 3.
296  *
297  * And even with that it may not be enough, due to the presence of
298  * B_LOCKED dirty buffers, so also wait for at least one running buffer
299  * to complete.
300  */
301 static __inline void
302 waitrunningbufspace(void)
303 {
304         int limit = hirunningspace * 2 / 3;
305
306         crit_enter();
307         if (runningbufspace > limit) {
308                 while (runningbufspace > limit) {
309                         ++runningbufreq;
310                         tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrn1", 0);
311                 }
312         } else if (runningbufspace) {
313                 ++runningbufreq;
314                 tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrn2", 1);
315         }
316         crit_exit();
317 }
318
319 /*
320  * buf_dirty_count_severe:
321  *
322  *      Return true if we have too many dirty buffers.
323  */
324 int
325 buf_dirty_count_severe(void)
326 {
327         return (runningbufspace + dirtybufspace >= hidirtybufspace ||
328                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
329 }
330
331 /*
332  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
333  * start bursting.
334  */
335 int
336 buf_runningbufspace_severe(void)
337 {
338         return (runningbufspace >= hirunningspace * 2 / 3);
339 }
340
341 /*
342  * vfs_buf_test_cache:
343  *
344  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
345  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
346  * valid data.
347  *
348  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
349  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
350  * them while a clean buffer was present.
351  */
352 static __inline__
353 void
354 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
355                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
356                   vm_page_t m)
357 {
358         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
359                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
360                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
361                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
362         }
363 }
364
365 /*
366  * bd_speedup()
367  *
368  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
369  * low water mark.
370  *
371  * MPSAFE
372  */
373 static __inline__
374 void
375 bd_speedup(void)
376 {
377         if (dirtybufspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
378                 return;
379
380         if (bd_request == 0 &&
381             (dirtybufspace - dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
382              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
383                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
384                 bd_request = 1;
385                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
386                 wakeup(&bd_request);
387         }
388         if (bd_request_hw == 0 &&
389             (dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
390              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
391                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
392                 bd_request_hw = 1;
393                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
394                 wakeup(&bd_request_hw);
395         }
396 }
397
398 /*
399  * bd_heatup()
400  *
401  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
402  *      buffers exceeds the mid-point.
403  *
404  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
405  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
406  *
407  * MPSAFE
408  */
409 int
410 bd_heatup(void)
411 {
412         int mid1;
413         int mid2;
414         int totalspace;
415
416         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
417
418         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
419         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
420                 bd_speedup();
421                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
422                 if (totalspace >= mid2)
423                         return(totalspace - mid2);
424         }
425         return(0);
426 }
427
428 /*
429  * bd_wait()
430  *
431  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
432  *      buffers, then return.
433  *
434  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
435  *      exceeds hidirtybufspace.
436  *
437  * MPSAFE
438  */
439 void
440 bd_wait(int totalspace)
441 {
442         u_int i;
443         int count;
444
445         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
446                 return;
447
448         while (totalspace > 0) {
449                 bd_heatup();
450                 if (totalspace > runningbufspace + dirtybufspace)
451                         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
452                 count = totalspace / BKVASIZE;
453                 if (count >= BD_WAKE_SIZE)
454                         count = BD_WAKE_SIZE - 1;
455
456                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
457                 i = (bd_wake_index + count) & BD_WAKE_MASK;
458                 ++bd_wake_ary[i];
459                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[i], 0);
460                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
461                 tsleep(&bd_wake_ary[i], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
462
463                 totalspace = runningbufspace + dirtybufspace - hidirtybufspace;
464         }
465 }
466
467 /*
468  * bd_signal()
469  * 
470  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtybufspace
471  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
472  *      complete.
473  *
474  * MPSAFE
475  */
476 static void
477 bd_signal(int totalspace)
478 {
479         u_int i;
480
481         if (totalspace > 0) {
482                 if (totalspace > BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE)
483                         totalspace = BKVASIZE * BD_WAKE_SIZE;
484                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
485                 while (totalspace > 0) {
486                         i = bd_wake_index++;
487                         i &= BD_WAKE_MASK;
488                         if (bd_wake_ary[i]) {
489                                 bd_wake_ary[i] = 0;
490                                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
491                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
492                                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
493                         }
494                         totalspace -= BKVASIZE;
495                 }
496                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
497         }
498 }
499
500 /*
501  * BIO tracking support routines.
502  *
503  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
504  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
505  * only 0x80000000.
506  *
507  * MPSAFE
508  */
509 static
510 void
511 bio_track_rel(struct bio_track *track)
512 {
513         int     active;
514         int     desired;
515
516         /*
517          * Shortcut
518          */
519         active = track->bk_active;
520         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
521                 return;
522
523         /*
524          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
525          * the 1->0 count transition.
526          *
527          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
528          * has a different meaning.
529          */
530         for (;;) {
531                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
532                 if (desired)
533                         desired |= active & 0x80000000;
534                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
535                         if (desired & 0x40000000)
536                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p\n", track);
537                         if (active & 0x80000000)
538                                 wakeup(track);
539                         break;
540                 }
541                 active = track->bk_active;
542         }
543 }
544
545 /*
546  * Wait for the tracking count to reach 0.
547  *
548  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
549  * bk_active is non-zero.
550  *
551  * MPSAFE
552  */
553 int
554 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
555 {
556         int     active;
557         int     desired;
558         int     error;
559
560         /*
561          * Shortcut
562          */
563         if (track->bk_active == 0)
564                 return(0);
565
566         /*
567          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
568          * the active count is non-zero.
569          */
570         error = 0;
571         while ((active = track->bk_active) != 0) {
572                 desired = active | 0x80000000;
573                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
574                 if (active == desired ||
575                     atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
576                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
577                                        "iowait", slp_timo);
578                         if (error)
579                                 break;
580                 }
581         }
582         return (error);
583 }
584
585 /*
586  * bufinit:
587  *
588  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
589  *      dependant initialization code. 
590  */
591 void
592 bufinit(void)
593 {
594         struct buf *bp;
595         vm_offset_t bogus_offset;
596         int i;
597
598         spin_init(&needsbuffer_spin);
599
600         /* next, make a null set of free lists */
601         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
602                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
603
604         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
605         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
606                 bp = &buf[i];
607                 bzero(bp, sizeof *bp);
608                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
609                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
610                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
611                 initbufbio(bp);
612                 xio_init(&bp->b_xio);
613                 buf_dep_init(bp);
614                 BUF_LOCKINIT(bp);
615                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
616         }
617
618         /*
619          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
620          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
621          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
622          * used by most other processes.  The differential is required to 
623          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
624          * be blocked waiting for buffer space.
625          *
626          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
627          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
628          * by the system.
629          */
630         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
631         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
632         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
633
634         lorunningspace = 512 * 1024;
635         /* hirunningspace -- see below */
636
637         /*
638          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
639          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
640          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
641          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
642          * significantly on average (small) directories.
643          */
644         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
645
646         /*
647          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
648          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
649          *
650          * We don't want too much actually queued to the device at once
651          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
652          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
653          * drains.
654          */
655         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
656         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
657         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
658                 hirunningspace = 1024 * 1024;
659
660         dirtybufspace = 0;
661         dirtybufspacehw = 0;
662
663         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
664
665         /*
666          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
667          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
668          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
669          * from buf_daemon.
670          */
671
672         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
673         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
674                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
675                                    VM_ALLOC_NORMAL);
676         vmstats.v_wire_count++;
677
678 }
679
680 /*
681  * Initialize the embedded bio structures
682  */
683 void
684 initbufbio(struct buf *bp)
685 {
686         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
687         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
688         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
689         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
690         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
691         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
692
693         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
694         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
695         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
696         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
697         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
698         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
699 }
700
701 /*
702  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
703  * translation cache layers.
704  */
705 void
706 reinitbufbio(struct buf *bp)
707 {
708         struct bio *bio;
709
710         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
711                 bio->bio_done = NULL;
712                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
713         }
714 }
715
716 /*
717  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
718  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
719  */
720 struct bio *
721 push_bio(struct bio *bio)
722 {
723         struct bio *nbio;
724
725         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
726                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
727                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
728                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
729                                 bio->bio_buf);
730                 }
731                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
732                 bio->bio_next = nbio;
733                 nbio->bio_prev = bio;
734                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
735                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
736                 nbio->bio_done = NULL;
737                 nbio->bio_next = NULL;
738         }
739         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
740         return(nbio);
741 }
742
743 /*
744  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
745  * must have been previously pushed.
746  */
747 struct bio *
748 pop_bio(struct bio *bio)
749 {
750         return(bio->bio_prev);
751 }
752
753 void
754 clearbiocache(struct bio *bio)
755 {
756         while (bio) {
757                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
758                 bio = bio->bio_next;
759         }
760 }
761
762 /*
763  * bfreekva:
764  *
765  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
766  *
767  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
768  *      buffer_map.
769  *
770  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
771  *
772  * MPALMOSTSAFE
773  */
774 static void
775 bfreekva(struct buf *bp)
776 {
777         int count;
778
779         if (bp->b_kvasize) {
780                 get_mplock();
781                 ++buffreekvacnt;
782                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
783                 vm_map_lock(&buffer_map);
784                 bufspace -= bp->b_kvasize;
785                 vm_map_delete(&buffer_map,
786                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
787                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
788                     &count
789                 );
790                 vm_map_unlock(&buffer_map);
791                 vm_map_entry_release(count);
792                 bp->b_kvasize = 0;
793                 bufspacewakeup();
794                 rel_mplock();
795         }
796 }
797
798 /*
799  * bremfree:
800  *
801  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
802  */
803 static __inline void
804 _bremfree(struct buf *bp)
805 {
806         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
807                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
808                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
809                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
810                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
811         } else {
812                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
813                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
814         }
815 }
816
817 void
818 bremfree(struct buf *bp)
819 {
820         spin_lock_wr(&bufspin);
821         _bremfree(bp);
822         spin_unlock_wr(&bufspin);
823 }
824
825 static void
826 bremfree_locked(struct buf *bp)
827 {
828         _bremfree(bp);
829 }
830
831 /*
832  * bread:
833  *
834  *      Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
835  *      must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
836  *      is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
837  *      getblk() ).
838  *
839  * MPALMOSTSAFE
840  */
841 int
842 bread(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, struct buf **bpp)
843 {
844         struct buf *bp;
845
846         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
847         *bpp = bp;
848
849         /* if not found in cache, do some I/O */
850         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
851                 get_mplock();
852                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
853                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
854                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
855                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
856                 vfs_busy_pages(vp, bp);
857                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
858                 rel_mplock();
859                 return (biowait(&bp->b_bio1, "biord"));
860         }
861         return (0);
862 }
863
864 /*
865  * breadn:
866  *
867  *      Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
868  *      read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
869  *      to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid 
870  *      and we do not have to do anything.
871  *
872  * MPALMOSTSAFE
873  */
874 int
875 breadn(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
876         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
877 {
878         struct buf *bp, *rabp;
879         int i;
880         int rv = 0, readwait = 0;
881
882         *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
883
884         /* if not found in cache, do some I/O */
885         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
886                 get_mplock();
887                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
888                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
889                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
890                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
891                 vfs_busy_pages(vp, bp);
892                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
893                 ++readwait;
894                 rel_mplock();
895         }
896
897         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
898                 if (inmem(vp, *raoffset))
899                         continue;
900                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
901
902                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
903                         get_mplock();
904                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL);
905                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
906                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
907                         BUF_KERNPROC(rabp);
908                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
909                         rel_mplock();
910                 } else {
911                         brelse(rabp);
912                 }
913         }
914         if (readwait)
915                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
916         return (rv);
917 }
918
919 /*
920  * bwrite:
921  *
922  *      Synchronous write, waits for completion.
923  *
924  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
925  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
926  *      is invalid.
927  *
928  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
929  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
930  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
931  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
932  *      here.
933  */
934 int
935 bwrite(struct buf *bp)
936 {
937         int error;
938
939         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
940                 brelse(bp);
941                 return (0);
942         }
943         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
944                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
945
946         /* Mark the buffer clean */
947         bundirty(bp);
948
949         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
950         bp->b_flags |= B_CACHE;
951         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
952         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
953         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
954         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
955
956         /*
957          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
958          * valid for vnode-backed buffers.
959          */
960         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
961         if (bp->b_runningbufspace) {
962                 runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
963                 ++runningbufcount;
964         }
965
966         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
967         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
968         brelse(bp);
969         return (error);
970 }
971
972 /*
973  * bawrite:
974  *
975  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
976  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
977  *
978  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
979  *      B_INVAL buffers.  Not us.
980  */
981 void
982 bawrite(struct buf *bp)
983 {
984         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
985                 brelse(bp);
986                 return;
987         }
988         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
989                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
990
991         /* Mark the buffer clean */
992         bundirty(bp);
993
994         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
995         bp->b_flags |= B_CACHE;
996         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
997         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
998         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
999
1000         /*
1001          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1002          * valid for vnode-backed buffers.
1003          */
1004         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1005         if (bp->b_runningbufspace) {
1006                 runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
1007                 ++runningbufcount;
1008         }
1009
1010         BUF_KERNPROC(bp);
1011         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * bowrite:
1016  *
1017  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the
1018  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is
1019  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
1020  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
1021  */
1022 int
1023 bowrite(struct buf *bp)
1024 {
1025         bp->b_flags |= B_ORDERED;
1026         bawrite(bp);
1027         return (0);
1028 }
1029
1030 /*
1031  * bdwrite:
1032  *
1033  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1034  *      anything if the buffer is marked invalid.
1035  *
1036  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1037  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1038  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1039  *      out synchronously.
1040  */
1041 void
1042 bdwrite(struct buf *bp)
1043 {
1044         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
1045                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1046
1047         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1048                 brelse(bp);
1049                 return;
1050         }
1051         bdirty(bp);
1052
1053         if (dsched_is_clear_buf_priv(bp))
1054                 dsched_new_buf(bp);
1055
1056         /*
1057          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1058          * true even of NFS now.
1059          */
1060         bp->b_flags |= B_CACHE;
1061
1062         /*
1063          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1064          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1065          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1066          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1067          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1068          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1069          * the bmap then...  So, this is important to do.
1070          */
1071         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1072                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1073                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1074         }
1075
1076         /*
1077          * Because the underlying pages may still be mapped and
1078          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1079          * range here will be inaccurate.
1080          *
1081          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1082          * vnode_pager and pageout daemon, so theythink the pages
1083          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1084          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1085          * cache.
1086          *
1087          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1088          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1089          * writing later on.
1090          */
1091         vfs_clean_pages(bp);
1092         bqrelse(bp);
1093
1094         /*
1095          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1096          * due to the softdep code.
1097          */
1098 }
1099
1100 /*
1101  * Fake write - return pages to VM system as dirty, leave the buffer clean.
1102  * This is used by tmpfs.
1103  *
1104  * It is important for any VFS using this routine to NOT use it for
1105  * IO_SYNC or IO_ASYNC operations which occur when the system really
1106  * wants to flush VM pages to backing store.
1107  */
1108 void
1109 buwrite(struct buf *bp)
1110 {
1111         vm_page_t m;
1112         int i;
1113
1114         /*
1115          * Only works for VMIO buffers.  If the buffer is already
1116          * marked for delayed-write we can't avoid the bdwrite().
1117          */
1118         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || (bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1119                 bdwrite(bp);
1120                 return;
1121         }
1122
1123         /*
1124          * Set valid & dirty.
1125          */
1126         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1127                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1128                 vfs_dirty_one_page(bp, i, m);
1129         }
1130         bqrelse(bp);
1131 }
1132
1133 /*
1134  * bdirty:
1135  *
1136  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1137  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1138  *
1139  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1140  *      dirty/clean lists. 
1141  *
1142  *      Must be called from a critical section.
1143  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1144  */
1145 void
1146 bdirty(struct buf *bp)
1147 {
1148         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1149         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1150                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1151                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1152         }
1153         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1154                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1155         }
1156         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1157
1158         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1159                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1160                 reassignbuf(bp);
1161                 atomic_add_int(&dirtybufcount, 1);
1162                 dirtybufspace += bp->b_bufsize;
1163                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1164                         atomic_add_int(&dirtybufcounthw, 1);
1165                         atomic_add_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1166                 }
1167                 bd_heatup();
1168         }
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1173  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1174  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1175  */
1176 void
1177 bheavy(struct buf *bp)
1178 {
1179         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1180                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1181                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1182                         atomic_add_int(&dirtybufcounthw, 1);
1183                         atomic_add_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1184                 }
1185         }
1186 }
1187
1188 /*
1189  * bundirty:
1190  *
1191  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1192  *
1193  *      Must be called from a critical section.
1194  *
1195  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
1196  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1197  *      a different queue.
1198  *
1199  * MPSAFE
1200  */
1201 void
1202 bundirty(struct buf *bp)
1203 {
1204         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1205                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1206                 reassignbuf(bp);
1207                 atomic_subtract_int(&dirtybufcount, 1);
1208                 atomic_subtract_int(&dirtybufspace, bp->b_bufsize);
1209                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1210                         atomic_subtract_int(&dirtybufcounthw, 1);
1211                         atomic_subtract_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1212                 }
1213                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1214         }
1215         /*
1216          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1217          */
1218         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1219 }
1220
1221 /*
1222  * brelse:
1223  *
1224  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1225  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1226  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1227  *
1228  * MPALMOSTSAFE
1229  */
1230 void
1231 brelse(struct buf *bp)
1232 {
1233 #ifdef INVARIANTS
1234         int saved_flags = bp->b_flags;
1235 #endif
1236
1237         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1238
1239         /*
1240          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1241          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1242          *
1243          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1244          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1245          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1246          * completes.
1247          */
1248         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1249                 bundirty(bp);
1250         }
1251
1252         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1253                 /*
1254                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1255                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1256                  */
1257                 /* leave buffer intact */
1258         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1259                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1260                 /*
1261                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1262                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1263                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1264                  * backing store destruction.
1265                  *
1266                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1267                  * buffer cannot be immediately freed.
1268                  */
1269                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1270                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1271                         get_mplock();
1272                         buf_deallocate(bp);
1273                         rel_mplock();
1274                 }
1275                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1276                         atomic_subtract_int(&dirtybufcount, 1);
1277                         atomic_subtract_int(&dirtybufspace, bp->b_bufsize);
1278                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1279                                 atomic_subtract_int(&dirtybufcounthw, 1);
1280                                 atomic_subtract_int(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1281                         }
1282                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1283                 }
1284                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1285         }
1286
1287         /*
1288          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set.
1289          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1290          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1291          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1292          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1293          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1294          *
1295          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1296          * originator asking us to release it), give the originator a
1297          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1298          * 
1299          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1300          * if B_DELWRI is set.
1301          *
1302          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1303          * on pages to return pages to the VM page queues.
1304          */
1305         if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) {
1306                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1307         } else if (vm_page_count_severe()) {
1308                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1309                         get_mplock();
1310                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1311                         rel_mplock();
1312                 }
1313                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1314                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1315                 else
1316                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1317         }
1318
1319         /*
1320          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1321          * biodone().
1322          *
1323          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1324          * or B_RELBUF flags.
1325          */
1326         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1327         dsched_exit_buf(bp);
1328
1329         /*
1330          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1331          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1332          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1333          *
1334          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1335          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1336          * B_INVAL may still be set, however.
1337          *
1338          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1339          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1340          * store.
1341          *
1342          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1343          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1344          * is left intact.
1345          */
1346         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1347                 /*
1348                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1349                  */
1350                 int i, j, resid;
1351                 vm_page_t m;
1352                 off_t foff;
1353                 vm_pindex_t poff;
1354                 vm_object_t obj;
1355                 struct vnode *vp;
1356
1357                 vp = bp->b_vp;
1358
1359                 /*
1360                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1361                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1362                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1363                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1364                  *
1365                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1366                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1367                  * m->dirty, etc...). 
1368                  *
1369                  * See man buf(9) for more information
1370                  */
1371
1372                 resid = bp->b_bufsize;
1373                 foff = bp->b_loffset;
1374
1375                 get_mplock();
1376                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1377                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1378                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1379                         /*
1380                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1381                          * now.  Note that we left these pages wired
1382                          * when we removed them so they had better exist,
1383                          * and they cannot be ripped out from under us so
1384                          * no critical section protection is necessary.
1385                          */
1386                         if (m == bogus_page) {
1387                                 obj = vp->v_object;
1388                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1389
1390                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1391                                         vm_page_t mtmp;
1392
1393                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1394                                         if (mtmp == bogus_page) {
1395                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1396                                                 if (!mtmp) {
1397                                                         panic("brelse: page missing");
1398                                                 }
1399                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1400                                         }
1401                                 }
1402
1403                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1404                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1405                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1406                                 }
1407                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1408                         }
1409
1410                         /*
1411                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1412                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1413                          * we impose a requirement that the block size be
1414                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1415                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1416                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1417                          * especially when tracking piecemeal writes and
1418                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1419                          * in only partial page validation and invalidation
1420                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1421                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1422                          * here we would end up with weird m->valid values
1423                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1424                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1425                          * instead of just some of them.
1426                          *
1427                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1428                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1429                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1430                          * granular mess that exists to support odd block 
1431                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1432                          * A complete rewrite is required.
1433                          *
1434                          * XXX
1435                          */
1436                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1437                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1438                                 int presid;
1439
1440                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1441                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1442                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1443                                         ; /* entire page */
1444                                 } else if (presid > resid) {
1445                                         presid = resid;
1446                                 }
1447                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1448                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1449
1450                                 /*
1451                                  * Also make sure any swap cache is removed
1452                                  * as it is now stale (HAMMER in particular
1453                                  * uses B_NOCACHE to deal with buffer
1454                                  * aliasing).
1455                                  */
1456                                 swap_pager_unswapped(m);
1457                         }
1458                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1459                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1460                 }
1461                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1462                         vfs_vmio_release(bp);
1463                 rel_mplock();
1464         } else {
1465                 /*
1466                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1467                  */
1468                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1469                         get_mplock();
1470                         if (bp->b_bufsize)
1471                                 allocbuf(bp, 0);
1472                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1473                         if (bp->b_vp)
1474                                 brelvp(bp);
1475                         rel_mplock();
1476                 }
1477         }
1478                         
1479         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1480                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1481         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1482                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1483                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1484                 panic("brelse: multiple refs");
1485                 /* NOT REACHED */
1486                 return;
1487         }
1488
1489         /*
1490          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1491          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1492          * disassociated from their vnode.
1493          */
1494         spin_lock_wr(&bufspin);
1495         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1496                 /*
1497                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1498                  * immediately, regardless of their state.
1499                  */
1500                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1501                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1502         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1503                 /*
1504                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1505                  * of brelse() such buffers should probably already be
1506                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1507                  */
1508                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1509                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1510                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1511                 if (bp->b_kvasize) {
1512                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1513                 } else {
1514                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1515                 }
1516                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1517         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1518                 /*
1519                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1520                  * already be disassociated from their vnode.
1521                  */
1522                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1523                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1524                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1525                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1526                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1527         } else {
1528                 /*
1529                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1530                  * their vnode.
1531                  */
1532                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1533                 case B_DELWRI:
1534                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1535                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1536                     break;
1537                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1538                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1539                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY_HW], bp,
1540                                       b_freelist);
1541                     break;
1542                 default:
1543                     /*
1544                      * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1545                      * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1546                      * through the queue twice.
1547                      */
1548                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1549                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1550                     break;
1551                 }
1552         }
1553         spin_unlock_wr(&bufspin);
1554
1555         /*
1556          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1557          * on the correct queue.
1558          */
1559         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1560                 bundirty(bp);
1561
1562         /*
1563          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1564          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1565          *
1566          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1567          * if B_INVAL is set ).
1568          */
1569         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1570                 bufcountwakeup();
1571
1572         /*
1573          * Something we can maybe free or reuse
1574          */
1575         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1576                 bufspacewakeup();
1577
1578         /*
1579          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1580          */
1581         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1582         BUF_UNLOCK(bp);
1583 }
1584
1585 /*
1586  * bqrelse:
1587  *
1588  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1589  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1590  *
1591  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1592  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1593  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1594  *      again soon.
1595  *
1596  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1597  *
1598  * MPSAFE
1599  */
1600 void
1601 bqrelse(struct buf *bp)
1602 {
1603         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1604
1605         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1606                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1607         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1608                 /* do not release to free list */
1609                 panic("bqrelse: multiple refs");
1610                 return;
1611         }
1612
1613         buf_act_advance(bp);
1614
1615         spin_lock_wr(&bufspin);
1616         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1617                 /*
1618                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1619                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1620                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1621                  * will be released to the locked queue.
1622                  */
1623                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1624                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1625         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1626                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1627                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1628                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1629         } else if (vm_page_count_severe()) {
1630                 /*
1631                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1632                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1633                  * backing store) *now*.
1634                  */
1635                 spin_unlock_wr(&bufspin);
1636                 brelse(bp);
1637                 return;
1638         } else {
1639                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1640                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1641         }
1642         spin_unlock_wr(&bufspin);
1643
1644         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1645             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1646                 bufcountwakeup();
1647         }
1648
1649         /*
1650          * Something we can maybe free or reuse.
1651          */
1652         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1653                 bufspacewakeup();
1654
1655         /*
1656          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1657          * buffer is actively locked.
1658          */
1659         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_NOCACHE | B_RELBUF);
1660         dsched_exit_buf(bp);
1661         BUF_UNLOCK(bp);
1662 }
1663
1664 /*
1665  * vfs_vmio_release:
1666  *
1667  *      Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system
1668  *      if possible.  The pages are freed if they are no longer valid or
1669  *      attempt to free if it was used for direct I/O otherwise they are
1670  *      sent to the page cache.
1671  *
1672  *      Pages that were marked busy are left alone and skipped.
1673  *
1674  *      The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1675  *      this function.
1676  */
1677 static void
1678 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1679 {
1680         int i;
1681         vm_page_t m;
1682
1683         crit_enter();
1684         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1685                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1686                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1687
1688                 /*
1689                  * The VFS is telling us this is not a meta-data buffer
1690                  * even if it is backed by a block device.
1691                  */
1692                 if (bp->b_flags & B_NOTMETA)
1693                         vm_page_flag_set(m, PG_NOTMETA);
1694
1695                 /*
1696                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1697                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1698                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1699                  * bp tracks the act_count.
1700                  *
1701                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1702                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1703                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1704                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1705                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1706                  */
1707                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1708                         vm_page_unwire(m, 0);
1709                 else
1710                         vm_page_unwire(m, 1);
1711
1712                 /*
1713                  * We don't mess with busy pages, it is
1714                  * the responsibility of the process that
1715                  * busied the pages to deal with them.
1716                  */
1717                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1718                         continue;
1719                         
1720                 if (m->wire_count == 0) {
1721                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1722                         /*
1723                          * Might as well free the page if we can and it has
1724                          * no valid data.  We also free the page if the
1725                          * buffer was used for direct I/O.
1726                          */
1727 #if 0
1728                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1729                                         m->hold_count == 0) {
1730                                 vm_page_busy(m);
1731                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1732                                 vm_page_free(m);
1733                         } else
1734 #endif
1735                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1736                                 vm_page_try_to_free(m);
1737                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1738                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1739                                 vm_page_try_to_cache(m);
1740                         } else {
1741                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1742                         }
1743                 }
1744         }
1745         crit_exit();
1746         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_xio.xio_npages);
1747         if (bp->b_bufsize) {
1748                 bufspacewakeup();
1749                 bp->b_bufsize = 0;
1750         }
1751         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1752         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1753         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1754         if (bp->b_vp) {
1755                 get_mplock();
1756                 brelvp(bp);
1757                 rel_mplock();
1758         }
1759 }
1760
1761 /*
1762  * vfs_bio_awrite:
1763  *
1764  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1765  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1766  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1767  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1768  *
1769  *      The buffer is locked on call.
1770  */
1771 int
1772 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1773 {
1774         int i;
1775         int j;
1776         off_t loffset = bp->b_loffset;
1777         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1778         int nbytes;
1779         struct buf *bpa;
1780         int nwritten;
1781         int size;
1782
1783         /*
1784          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1785          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1786          * rather then at the beginning.
1787          *
1788          * NOTE: b_bio1 contains the logical loffset and is aliased
1789          * to b_loffset.  b_bio2 contains the translated block number.
1790          */
1791         if ((vp->v_type == VREG) && 
1792             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1793             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1794
1795                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1796
1797                 for (i = size; i < MAXPHYS; i += size) {
1798                         if ((bpa = findblk(vp, loffset + i, FINDBLK_TEST)) &&
1799                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1800                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1801                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1802                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1803                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1804                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1805                                      bp->b_bio2.bio_offset + i))
1806                                         break;
1807                         } else {
1808                                 break;
1809                         }
1810                 }
1811                 for (j = size; i + j <= MAXPHYS && j <= loffset; j += size) {
1812                         if ((bpa = findblk(vp, loffset - j, FINDBLK_TEST)) &&
1813                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1814                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1815                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1816                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1817                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1818                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1819                                      bp->b_bio2.bio_offset - j))
1820                                         break;
1821                         } else {
1822                                 break;
1823                         }
1824                 }
1825                 j -= size;
1826                 nbytes = (i + j);
1827
1828                 /*
1829                  * this is a possible cluster write
1830                  */
1831                 if (nbytes != size) {
1832                         BUF_UNLOCK(bp);
1833                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size,
1834                                                   loffset - j, nbytes);
1835                         return nwritten;
1836                 }
1837         }
1838
1839         /*
1840          * default (old) behavior, writing out only one block
1841          *
1842          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1843          */
1844         nwritten = bp->b_bufsize;
1845         bremfree(bp);
1846         bawrite(bp);
1847
1848         return nwritten;
1849 }
1850
1851 /*
1852  * getnewbuf:
1853  *
1854  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1855  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1856  *
1857  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1858  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1859  *
1860  *      We block if:
1861  *              We have insufficient buffer headers
1862  *              We have insufficient buffer space
1863  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1864  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1865  *
1866  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1867  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1868  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1869  *
1870  * MPALMOSTSAFE
1871  */
1872 static struct buf *
1873 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
1874 {
1875         struct buf *bp;
1876         struct buf *nbp;
1877         int defrag = 0;
1878         int nqindex;
1879         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1880         static int flushingbufs;
1881
1882         /*
1883          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1884          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1885          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1886          * async I/O rather then sync I/O.
1887          */
1888         
1889         ++getnewbufcalls;
1890         --getnewbufrestarts;
1891 restart:
1892         ++getnewbufrestarts;
1893
1894         /*
1895          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1896          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1897          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1898          * dip into our reserves.
1899          *
1900          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1901          *
1902          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1903          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1904          * where we cannot backup.
1905          */
1906         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1907         spin_lock_wr(&bufspin);
1908         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
1909
1910         if (nbp == NULL) {
1911                 /*
1912                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1913                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1914                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1915                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1916                  */
1917                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1918                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1919                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1920                 }
1921
1922                 /*
1923                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1924                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1925                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1926                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1927                  */
1928                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1929                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1930                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1931                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1932                 }
1933         }
1934
1935         /*
1936          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1937          * depending.
1938          *
1939          * WARNING!  bufspin is held!
1940          */
1941         while ((bp = nbp) != NULL) {
1942                 int qindex = nqindex;
1943
1944                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1945
1946                 /*
1947                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
1948                  * cycles through the queue twice before being selected.
1949                  */
1950                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
1951                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
1952                         bp->b_flags |= B_AGE;
1953                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1954                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1955                         continue;
1956                 }
1957
1958                 /*
1959                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1960                  * or do other fancy things ).
1961                  */
1962                 if (nbp == NULL) {
1963                         switch(qindex) {
1964                         case BQUEUE_EMPTY:
1965                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1966                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
1967                                         break;
1968                                 /* fall through */
1969                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
1970                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1971                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
1972                                         break;
1973                                 /* fall through */
1974                         case BQUEUE_CLEAN:
1975                                 /*
1976                                  * nbp is NULL. 
1977                                  */
1978                                 break;
1979                         }
1980                 }
1981
1982                 /*
1983                  * Sanity Checks
1984                  */
1985                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1986
1987                 /*
1988                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1989                  * buffers.
1990                  */
1991
1992                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1993
1994                 /*
1995                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1996                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1997                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1998                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1999                  */
2000                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
2001                         kprintf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
2002                         continue;
2003                 }
2004
2005                 /*
2006                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2007                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
2008                  * on the clean list must be disassociated from their 
2009                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
2010                  * already been disassociated.
2011                  */
2012
2013                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2014                         spin_unlock_wr(&bufspin);
2015                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2016                         goto restart;
2017                 }
2018                 if (bp->b_qindex != qindex) {
2019                         spin_unlock_wr(&bufspin);
2020                         kprintf("getnewbuf: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d->%d, race corrected\n", bp, qindex, bp->b_qindex);
2021                         BUF_UNLOCK(bp);
2022                         goto restart;
2023                 }
2024                 bremfree_locked(bp);
2025                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2026
2027                 /*
2028                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2029                  * vnode.
2030                  *
2031                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2032                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2033                  * responsible for releasing the buffer.
2034                  *
2035                  * NOTE: bufspin is UNLOCKED now.
2036                  */
2037                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2038                         get_mplock();
2039                         buf_deallocate(bp);
2040                         rel_mplock();
2041                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2042                                 bqrelse(bp);
2043                                 goto restart;
2044                         }
2045                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2046                 }
2047
2048                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
2049                         get_mplock();
2050                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2051                                 get_mplock();
2052                                 vfs_vmio_release(bp);
2053                                 rel_mplock();
2054                         }
2055                         if (bp->b_vp)
2056                                 brelvp(bp);
2057                         rel_mplock();
2058                 }
2059
2060                 /*
2061                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2062                  * the scan from this point on.
2063                  *
2064                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2065                  * valid after this operation.
2066                  */
2067
2068                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d unexpectededly still associated!", bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2069                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2070
2071                 /*
2072                  * critical section protection is not required when
2073                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2074                  * wired.
2075                  */
2076                 if (bp->b_bufsize) {
2077                         get_mplock();
2078                         allocbuf(bp, 0);
2079                         rel_mplock();
2080                 }
2081
2082                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2083                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2084                 bp->b_vp = NULL;
2085                 bp->b_error = 0;
2086                 bp->b_resid = 0;
2087                 bp->b_bcount = 0;
2088                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2089                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2090                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2091                 reinitbufbio(bp);
2092                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2093                 buf_dep_init(bp);
2094                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2095                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2096
2097                 /*
2098                  * If we are defragging then free the buffer.
2099                  */
2100                 if (defrag) {
2101                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2102                         bfreekva(bp);
2103                         brelse(bp);
2104                         defrag = 0;
2105                         goto restart;
2106                 }
2107
2108                 /*
2109                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
2110                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
2111                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
2112                  */
2113                 if (bufspace >= hibufspace)
2114                         flushingbufs = 1;
2115                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
2116                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2117                         bfreekva(bp);
2118                         brelse(bp);
2119                         goto restart;
2120                 }
2121                 if (bufspace < lobufspace)
2122                         flushingbufs = 0;
2123                 break;
2124                 /* NOT REACHED, bufspin not held */
2125         }
2126
2127         /*
2128          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
2129          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
2130          *
2131          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2132          *
2133          * NOTE: bufspin is held if bp is NULL, else it is not held.
2134          */
2135         if (bp == NULL) {
2136                 int flags;
2137                 char *waitmsg;
2138
2139                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2140                 if (defrag) {
2141                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2142                         waitmsg = "nbufkv";
2143                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
2144                         waitmsg = "nbufbs";
2145                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2146                 } else {
2147                         waitmsg = "newbuf";
2148                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2149                 }
2150
2151                 needsbuffer |= flags;
2152                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2153                 while (needsbuffer & flags) {
2154                         if (tsleep(&needsbuffer, slpflags, waitmsg, slptimeo))
2155                                 return (NULL);
2156                 }
2157         } else {
2158                 /*
2159                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
2160                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
2161                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
2162                  * BKVASIZE chunks.
2163                  *
2164                  * (bufspin is not held)
2165                  */
2166                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2167
2168                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
2169                         vm_offset_t addr = 0;
2170                         int count;
2171
2172                         bfreekva(bp);
2173
2174                         get_mplock();
2175                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
2176                         vm_map_lock(&buffer_map);
2177
2178                         if (vm_map_findspace(&buffer_map,
2179                                     vm_map_min(&buffer_map), maxsize,
2180                                     maxsize, 0, &addr)) {
2181                                 /*
2182                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
2183                                  * must defragment the map.
2184                                  */
2185                                 vm_map_unlock(&buffer_map);
2186                                 vm_map_entry_release(count);
2187                                 ++bufdefragcnt;
2188                                 defrag = 1;
2189                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2190                                 rel_mplock();
2191                                 brelse(bp);
2192                                 goto restart;
2193                         }
2194                         if (addr) {
2195                                 vm_map_insert(&buffer_map, &count,
2196                                         NULL, 0,
2197                                         addr, addr + maxsize,
2198                                         VM_MAPTYPE_NORMAL,
2199                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
2200                                         MAP_NOFAULT);
2201
2202                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
2203                                 bp->b_kvasize = maxsize;
2204                                 bufspace += bp->b_kvasize;
2205                                 ++bufreusecnt;
2206                         }
2207                         vm_map_unlock(&buffer_map);
2208                         vm_map_entry_release(count);
2209                         rel_mplock();
2210                 }
2211                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2212         }
2213         return(bp);
2214 }
2215
2216 /*
2217  * This routine is called in an emergency to recover VM pages from the
2218  * buffer cache by cashing in clean buffers.  The idea is to recover
2219  * enough pages to be able to satisfy a stuck bio_page_alloc().
2220  */
2221 static int
2222 recoverbufpages(void)
2223 {
2224         struct buf *bp;
2225         int bytes = 0;
2226
2227         ++recoverbufcalls;
2228
2229         spin_lock_wr(&bufspin);
2230         while (bytes < MAXBSIZE) {
2231                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
2232                 if (bp == NULL)
2233                         break;
2234
2235                 /*
2236                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
2237                  * cycles through the queue twice before being selected.
2238                  */
2239                 if ((bp->b_flags & B_AGE) == 0 && TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) {
2240                         bp->b_flags |= B_AGE;
2241                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
2242                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN],
2243                                           bp, b_freelist);
2244                         continue;
2245                 }
2246
2247                 /*
2248                  * Sanity Checks
2249                  */
2250                 KKASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_CLEAN);
2251                 KKASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0);
2252
2253                 /*
2254                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.
2255                  *
2256                  * Buffers on the clean list must be disassociated from
2257                  * their current vnode
2258                  */
2259
2260                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2261                         kprintf("recoverbufpages: warning, locked buf %p, race corrected\n", bp);
2262                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
2263                         continue;
2264                 }
2265                 if (bp->b_qindex != BQUEUE_CLEAN) {
2266                         kprintf("recoverbufpages: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d, race corrected\n", bp, bp->b_qindex);
2267                         BUF_UNLOCK(bp);
2268                         continue;
2269                 }
2270                 bremfree_locked(bp);
2271                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2272
2273                 /*
2274                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2275                  * vnode.
2276                  *
2277                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2278                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2279                  * responsible for releasing the buffer.
2280                  */
2281                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2282                         buf_deallocate(bp);
2283                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2284                                 bqrelse(bp);
2285                                 spin_lock_wr(&bufspin);
2286                                 continue;
2287                         }
2288                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2289                 }
2290
2291                 bytes += bp->b_bufsize;
2292
2293                 get_mplock();
2294                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2295                         bp->b_flags |= B_DIRECT;    /* try to free pages */
2296                         vfs_vmio_release(bp);
2297                 }
2298                 if (bp->b_vp)
2299                         brelvp(bp);
2300
2301                 KKASSERT(bp->b_vp == NULL);
2302                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2303
2304                 /*
2305                  * critical section protection is not required when
2306                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2307                  * wired.
2308                  */
2309                 if (bp->b_bufsize)
2310                         allocbuf(bp, 0);
2311                 rel_mplock();
2312
2313                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2314                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2315                 bp->b_vp = NULL;
2316                 bp->b_error = 0;
2317                 bp->b_resid = 0;
2318                 bp->b_bcount = 0;
2319                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2320                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2321                 reinitbufbio(bp);
2322                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2323                 buf_dep_init(bp);
2324                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2325                 /* bfreekva(bp); */
2326                 brelse(bp);
2327                 spin_lock_wr(&bufspin);
2328         }
2329         spin_unlock_wr(&bufspin);
2330         return(bytes);
2331 }
2332
2333 /*
2334  * buf_daemon:
2335  *
2336  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2337  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2338  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2339  *
2340  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2341  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2342  *      waiting at the mid-point.
2343  */
2344
2345 static struct kproc_desc buf_kp = {
2346         "bufdaemon",
2347         buf_daemon,
2348         &bufdaemon_td
2349 };
2350 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2351         kproc_start, &buf_kp)
2352
2353 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2354         "bufdaemon_hw",
2355         buf_daemon_hw,
2356         &bufdaemonhw_td
2357 };
2358 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2359         kproc_start, &bufhw_kp)
2360
2361 static void
2362 buf_daemon(void)
2363 {
2364         int limit;
2365
2366         /*
2367          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2368          */
2369         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2370                               bufdaemon_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2371         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2372
2373         /*
2374          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2375          */
2376         crit_enter();
2377
2378         for (;;) {
2379                 kproc_suspend_loop();
2380
2381                 /*
2382                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2383                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2384                  *
2385                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2386                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2387                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2388                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2389                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2390                  *
2391                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2392                  * but because we split the operation into two threads we
2393                  * have to cut it in half for each thread.
2394                  */
2395                 waitrunningbufspace();
2396                 limit = lodirtybufspace / 2;
2397                 while (runningbufspace + dirtybufspace > limit ||
2398                        dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2399                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY) == 0)
2400                                 break;
2401                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2402                                 continue;
2403                         waitrunningbufspace();
2404                 }
2405
2406                 /*
2407                  * We reached our low water mark, reset the
2408                  * request and sleep until we are needed again.
2409                  * The sleep is just so the suspend code works.
2410                  */
2411                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
2412                 if (bd_request == 0) {
2413                         ssleep(&bd_request, &needsbuffer_spin, 0,
2414                                "psleep", hz);
2415                 }
2416                 bd_request = 0;
2417                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
2418         }
2419 }
2420
2421 static void
2422 buf_daemon_hw(void)
2423 {
2424         int limit;
2425
2426         /*
2427          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2428          */
2429         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2430                               bufdaemonhw_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2431         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2432
2433         /*
2434          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2435          */
2436         crit_enter();
2437
2438         for (;;) {
2439                 kproc_suspend_loop();
2440
2441                 /*
2442                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2443                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2444                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2445                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2446                  *
2447                  * Once we decide to flush push the queued I/O up to
2448                  * hirunningspace in order to trigger bursting by the bioq
2449                  * subsystem.
2450                  *
2451                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2452                  * but because we split the operation into two threads we
2453                  * have to cut it in half for each thread.
2454                  */
2455                 waitrunningbufspace();
2456                 limit = lodirtybufspace / 2;
2457                 while (runningbufspace + dirtybufspacehw > limit ||
2458                        dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2459                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY_HW) == 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_wr(&needsbuffer_spin);
2472                 if (bd_request_hw == 0) {
2473                         ssleep(&bd_request_hw, &needsbuffer_spin, 0,
2474                                "psleep", hz);
2475                 }
2476                 bd_request_hw = 0;
2477                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
2478         }
2479 }
2480
2481 /*
2482  * flushbufqueues:
2483  *
2484  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2485  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2486  *      particularly sensitive to.
2487  *
2488  *      B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate
2489  *      that we really want to try to get the buffer out and reuse it
2490  *      due to the write load on the machine.
2491  */
2492 static int
2493 flushbufqueues(bufq_type_t q)
2494 {
2495         struct buf *bp;
2496         int r = 0;
2497         int spun;
2498
2499         spin_lock_wr(&bufspin);
2500         spun = 1;
2501
2502         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2503         while (bp) {
2504                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI),
2505                         ("unexpected clean buffer %p", bp));
2506
2507                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2508                         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2509                                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2510                                 spun = 0;
2511                                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0)
2512                                         panic("flushbufqueues: locked buf");
2513                                 bremfree(bp);
2514                                 brelse(bp);
2515                                 ++r;
2516                                 break;
2517                         }
2518                         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2519                             (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2520                             buf_countdeps(bp, 0)) {
2521                                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2522                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[q], bp,
2523                                                   b_freelist);
2524                                 bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2525                                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2526                                 continue;
2527                         }
2528
2529                         /*
2530                          * Only write it out if we can successfully lock
2531                          * it.  If the buffer has a dependancy,
2532                          * buf_checkwrite must also return 0 for us to
2533                          * be able to initate the write.
2534                          *
2535                          * If the buffer is flagged B_ERROR it may be
2536                          * requeued over and over again, we try to
2537                          * avoid a live lock.
2538                          */
2539                         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) == 0) {
2540                                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2541                                 spun = 0;
2542                                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2543                                     buf_checkwrite(bp)) {
2544                                         bremfree(bp);
2545                                         brelse(bp);
2546                                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2547                                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2548                                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2549                                         vfs_bio_awrite(bp);
2550                                 } else {
2551                                         bp->b_flags |= B_AGE;
2552                                         vfs_bio_awrite(bp);
2553                                 }
2554                                 ++r;
2555                                 break;
2556                         }
2557                 }
2558                 bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2559         }
2560         if (spun)
2561                 spin_unlock_wr(&bufspin);
2562         return (r);
2563 }
2564
2565 /*
2566  * inmem:
2567  *
2568  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2569  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2570  *      the data.
2571  *
2572  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2573  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2574  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2575  */
2576 int
2577 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2578 {
2579         vm_object_t obj;
2580         vm_offset_t toff, tinc, size;
2581         vm_page_t m;
2582
2583         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2584                 return 1;
2585         if (vp->v_mount == NULL)
2586                 return 0;
2587         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2588                 return 0;
2589
2590         size = PAGE_SIZE;
2591         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2592                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2593
2594         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2595                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2596                 if (m == NULL)
2597                         return 0;
2598                 tinc = size;
2599                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2600                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2601                 if (vm_page_is_valid(m,
2602                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2603                         return 0;
2604         }
2605         return 1;
2606 }
2607
2608 /*
2609  * findblk:
2610  *
2611  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2612  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2613  *
2614  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2615  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2616  *      and possibly do other stuff to it.
2617  *
2618  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2619  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2620  *                        the desired buffer after locking.
2621  *
2622  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2623  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2624  *                        buffer exists.
2625  *
2626  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2627  *
2628  * MPSAFE
2629  */
2630 struct buf *
2631 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2632 {
2633         lwkt_tokref vlock;
2634         struct buf *bp;
2635         int lkflags;
2636
2637         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2638         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2639                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2640
2641         for (;;) {
2642                 lwkt_gettoken(&vlock, &vp->v_token);
2643                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2644                 lwkt_reltoken(&vlock);
2645                 if (bp == NULL || (flags & FINDBLK_TEST))
2646                         break;
2647                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2648                         bp = NULL;
2649                         break;
2650                 }
2651                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset)
2652                         break;
2653                 BUF_UNLOCK(bp);
2654         }
2655         return(bp);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * getcacheblk:
2660  *
2661  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2662  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2663  *      is returned.
2664  *
2665  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2666  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2667  *      cluster read.  Otherwise read-ahead breaks.
2668  */
2669 struct buf *
2670 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset)
2671 {
2672         struct buf *bp;
2673
2674         bp = findblk(vp, loffset, 0);
2675         if (bp) {
2676                 if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) == B_CACHE) {
2677                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2678                         bremfree(bp);
2679                 } else {
2680                         BUF_UNLOCK(bp);
2681                         bp = NULL;
2682                 }
2683         }
2684         return (bp);
2685 }
2686
2687 /*
2688  * getblk:
2689  *
2690  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2691  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2692  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2693  *
2694  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2695  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2696  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2697  *      without doing any of those things the system will likely believe
2698  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2699  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2700  *
2701  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2702  *      an existing buffer.
2703  *
2704  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2705  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2706  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2707  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2708  *
2709  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2710  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2711  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2712  *      backing VM.
2713  *
2714  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2715  *      B_CACHE bit is clear.
2716  *      
2717  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2718  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2719  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2720  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2721  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2722  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2723  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2724  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2725  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2726  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2727  *
2728  *      getblk flags:
2729  *
2730  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2731  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2732  *
2733  * MPALMOSTSAFE
2734  */
2735 struct buf *
2736 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2737 {
2738         struct buf *bp;
2739         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2740         int error;
2741         int lkflags;
2742
2743         if (size > MAXBSIZE)
2744                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2745         if (vp->v_object == NULL)
2746                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2747
2748 loop:
2749         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2750                 /*
2751                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2752                  * Even with LK_NOWAIT the lockmgr may break our critical
2753                  * section, so double-check the validity of the buffer
2754                  * once the lock has been obtained.
2755                  */
2756                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2757                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT)
2758                                 return(NULL);
2759                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2760                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2761                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2762                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2763                         if (error) {
2764                                 if (error == ENOLCK)
2765                                         goto loop;
2766                                 return (NULL);
2767                         }
2768                         /* buffer may have changed on us */
2769                 }
2770
2771                 /*
2772                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2773                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2774                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2775                  * as well.
2776                  */
2777                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2778                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
2779                                 "was recycled\n",
2780                                 bp, vp, (long long)loffset);
2781                         BUF_UNLOCK(bp);
2782                         goto loop;
2783                 }
2784
2785                 /*
2786                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2787                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2788                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2789                  */
2790                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2791                         BUF_UNLOCK(bp);
2792                         return(NULL);
2793                 }
2794
2795                 /*
2796                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2797                  */
2798                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2799                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2800                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2801
2802                 /*
2803                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2804                  * block number translation.
2805                  */
2806                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2807                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
2808                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
2809                                 bp, vp, (long long)loffset);
2810                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2811                 }
2812
2813                 /*
2814                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2815                  * invalid.
2816                  */
2817                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2818                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2819                 bremfree(bp);
2820
2821                 /*
2822                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2823                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2824                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2825                  *
2826                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
2827                  * Other types of buffers are simply released and
2828                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
2829                  * pages (but not marked B_DELWRI).
2830                  *
2831                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
2832                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
2833                  * no longer represent the actual EOF point), so we
2834                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
2835                  */
2836                 if (size != bp->b_bcount) {
2837                         get_mplock();
2838                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2839                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2840                                 bwrite(bp);
2841                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2842                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2843                                 bwrite(bp);
2844                         } else {
2845                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2846                                 brelse(bp);
2847                         }
2848                         rel_mplock();
2849                         goto loop;
2850                 }
2851                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2852                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
2853                         ("getblk: no buffer offset"));
2854
2855                 /*
2856                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2857                  * be committed before we can return the buffer in
2858                  * order to prevent the caller from issuing a read
2859                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2860                  * it.
2861                  *
2862                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2863                  * operate properly either because they assume they
2864                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2865                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2866                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2867                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2868                  * preventing further loops.
2869                  *
2870                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2871                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2872                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2873                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2874                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2875                  * after the write.
2876                  *
2877                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
2878                  *     I'm not even sure this state is still possible
2879                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
2880                  *     on size changes.
2881                  *
2882                  * We might be able to do something fancy, like setting
2883                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2884                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2885                  * confusing.  This is much easier.
2886                  */
2887
2888                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2889                         get_mplock();
2890                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
2891                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
2892                                 bp, (intmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
2893                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2894                         bwrite(bp);
2895                         rel_mplock();
2896                         goto loop;
2897                 }
2898         } else {
2899                 /*
2900                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2901                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2902                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2903                  *
2904                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
2905                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
2906                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
2907                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
2908                  * the block size.  
2909                  *
2910                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
2911                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
2912                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
2913                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
2914                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
2915                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
2916                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
2917                  * directory vnode is not a special case.
2918                  */
2919                 int bsize, maxsize;
2920
2921                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
2922                         bsize = DEV_BSIZE;
2923                 else if (vp->v_mount)
2924                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2925                 else
2926                         bsize = size;
2927
2928                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
2929                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2930
2931                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize);
2932                 if (bp == NULL) {
2933                         if (slpflags || slptimeo)
2934                                 return NULL;
2935                         goto loop;
2936                 }
2937
2938                 /*
2939                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
2940                  * be found by findblk().
2941                  *
2942                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
2943                  * bp will not be associated with the vnode.
2944                  *
2945                  * Make sure the translation layer has been cleared.
2946                  */
2947                 bp->b_loffset = loffset;
2948                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
2949                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
2950
2951                 if (bgetvp(vp, bp)) {
2952                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2953                         brelse(bp);
2954                         goto loop;
2955                 }
2956
2957                 /*
2958                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2959                  */
2960                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
2961                 bp->b_flags |= B_VMIO;
2962                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2963
2964                 get_mplock();
2965                 allocbuf(bp, size);
2966                 rel_mplock();
2967         }
2968         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
2969         return (bp);
2970 }
2971
2972 /*
2973  * regetblk(bp)
2974  *
2975  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
2976  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
2977  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
2978  *
2979  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
2980  * non-empty.
2981  *
2982  * MPSAFE
2983  */
2984 void
2985 regetblk(struct buf *bp)
2986 {
2987         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
2988         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2989         bremfree(bp);
2990 }
2991
2992 /*
2993  * geteblk:
2994  *
2995  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
2996  *      initially set to B_INVAL.
2997  *
2998  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
2999  *      call because races are impossible here.
3000  *
3001  * MPALMOSTSAFE
3002  */
3003 struct buf *
3004 geteblk(int size)
3005 {
3006         struct buf *bp;
3007         int maxsize;
3008
3009         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3010
3011         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
3012                 ;
3013         get_mplock();
3014         allocbuf(bp, size);
3015         rel_mplock();
3016         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3017         KKASSERT(dsched_is_clear_buf_priv(bp));
3018         return (bp);
3019 }
3020
3021
3022 /*
3023  * allocbuf:
3024  *
3025  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3026  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3027  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3028  *      resize a buffer up or down.
3029  *
3030  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3031  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3032  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3033  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3034  *
3035  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3036  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
3037  *
3038  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
3039  *      must own the buffer.
3040  *
3041  * NOTMPSAFE
3042  */
3043 int
3044 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3045 {
3046         int newbsize, mbsize;
3047         int i;
3048
3049         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
3050                 panic("allocbuf: buffer not busy");
3051
3052         if (bp->b_kvasize < size)
3053                 panic("allocbuf: buffer too small");
3054
3055         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3056                 caddr_t origbuf;
3057                 int origbufsize;
3058                 /*
3059                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3060                  * mess with B_CACHE.
3061                  */
3062                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3063                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3064                         newbsize = mbsize;
3065                 else
3066                         newbsize = round_page(size);
3067
3068                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3069                         /*
3070                          * Malloced buffers are not shrunk
3071                          */
3072                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3073                                 if (newbsize) {
3074                                         bp->b_bcount = size;
3075                                 } else {
3076                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
3077                                         if (bp->b_bufsize) {
3078                                                 bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
3079                                                 bufspacewakeup();
3080                                                 bp->b_bufsize = 0;
3081                                         }
3082                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3083                                         bp->b_bcount = 0;
3084                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3085                                 }
3086                                 return 1;
3087                         }               
3088                         vm_hold_free_pages(
3089                             bp,
3090                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
3091                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
3092                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
3093                         /*
3094                          * We only use malloced memory on the first allocation.
3095                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3096                          * grows.
3097                          */
3098                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
3099                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
3100                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
3101
3102                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3103                                 bp->b_bufsize = mbsize;
3104                                 bp->b_bcount = size;
3105                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3106                                 bufmallocspace += mbsize;
3107                                 return 1;
3108                         }
3109                         origbuf = NULL;
3110                         origbufsize = 0;
3111                         /*
3112                          * If the buffer is growing on its other-than-first
3113                          * allocation, then we revert to the page-allocation
3114                          * scheme.
3115                          */
3116                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3117                                 origbuf = bp->b_data;
3118                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3119                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3120                                 if (bp->b_bufsize) {
3121                                         bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
3122                                         bufspacewakeup();
3123                                         bp->b_bufsize = 0;
3124                                 }
3125                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3126                                 newbsize = round_page(newbsize);
3127                         }
3128                         vm_hold_load_pages(
3129                             bp,
3130                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3131                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3132                         if (origbuf) {
3133                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3134                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
3135                         }
3136                 }
3137         } else {
3138                 vm_page_t m;
3139                 int desiredpages;
3140
3141                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
3142                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3143                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3144                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3145
3146                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3147                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3148                 /*
3149                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3150                  * 0-length.
3151                  */
3152                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3153                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3154
3155                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3156                         /*
3157                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3158                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3159                          * if we have to remove any pages.
3160                          */
3161                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3162                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3163                                         /*
3164                                          * the page is not freed here -- it
3165                                          * is the responsibility of 
3166                                          * vnode_pager_setsize
3167                                          */
3168                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3169                                         KASSERT(m != bogus_page,
3170                                             ("allocbuf: bogus page found"));
3171                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
3172                                                 ;
3173
3174                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3175                                         vm_page_unwire(m, 0);
3176                                 }
3177                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3178                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3179                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3180                         }
3181                 } else if (size > bp->b_bcount) {
3182                         /*
3183                          * We are growing the buffer, possibly in a 
3184                          * byte-granular fashion.
3185                          */
3186                         struct vnode *vp;
3187                         vm_object_t obj;
3188                         vm_offset_t toff;
3189                         vm_offset_t tinc;
3190
3191                         /*
3192                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
3193                          * allocating them if necessary.  We must clear
3194                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
3195                          * range covered by the buffer.
3196                          *
3197                          * critical section protection is required to protect
3198                          * against interrupts unbusying and freeing pages
3199                          * between our vm_page_lookup() and our
3200                          * busycheck/wiring call.
3201                          */
3202                         vp = bp->b_vp;
3203                         obj = vp->v_object;
3204
3205                         crit_enter();
3206                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3207                                 vm_page_t m;
3208                                 vm_pindex_t pi;
3209
3210                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + bp->b_xio.xio_npages;
3211                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
3212                                         /*
3213                                          * note: must allocate system pages
3214                                          * since blocking here could intefere
3215                                          * with paging I/O, no matter which
3216                                          * process we are.
3217                                          */
3218                                         m = bio_page_alloc(obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
3219                                         if (m) {
3220                                                 vm_page_wire(m);
3221                                                 vm_page_wakeup(m);
3222                                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3223                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3224                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3225                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3226                                         }
3227                                         continue;
3228                                 }
3229
3230                                 /*
3231                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
3232                                  * retry because it might have gotten freed out
3233                                  * from under us.
3234                                  *
3235                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
3236                                  * m->busy might lead to a deadlock:
3237                                  *
3238                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3239                                  *
3240                                  */
3241
3242                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
3243                                         continue;
3244                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3245                                 vm_page_wire(m);
3246                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3247                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
3248                                 if (bp->b_act_count < m->act_count)
3249                                         bp->b_act_count = m->act_count;
3250                         }
3251                         crit_exit();
3252
3253                         /*
3254                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3255                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3256                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3257                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3258                          * aligned range ( newbsize ).
3259                          *
3260                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3261                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3262                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3263                          * fails with NFS if the server or some other client
3264                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3265                          * B_CACHE may remain set! XXX
3266                          */
3267
3268                         toff = bp->b_bcount;
3269                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3270
3271                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3272                                 vm_pindex_t pi;
3273
3274                                 if (tinc > (size - toff))
3275                                         tinc = size - toff;
3276
3277                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
3278                                     PAGE_SHIFT;
3279
3280                                 vfs_buf_test_cache(
3281                                     bp, 
3282                                     bp->b_loffset,
3283                                     toff, 
3284                                     tinc, 
3285                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
3286                                 );
3287                                 toff += tinc;
3288                                 tinc = PAGE_SIZE;
3289                         }
3290
3291                         /*
3292                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3293                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
3294                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3295                          */
3296
3297                         bp->b_data = (caddr_t)
3298                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3299                         pmap_qenter(
3300                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3301                             bp->b_xio.xio_pages, 
3302                             bp->b_xio.xio_npages
3303                         );
3304                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3305                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3306                 }
3307         }
3308
3309         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3310         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3311                 dirtybufspace += newbsize - bp->b_bufsize;
3312                 if (bp->b_flags & B_HEAVY)
3313                         dirtybufspacehw += newbsize - bp->b_bufsize;
3314         }
3315         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3316                 bufspacewakeup();
3317         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3318         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3319         return 1;
3320 }
3321
3322 /*
3323  * biowait:
3324  *
3325  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3326  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3327  *      of biowait() calls may occur).
3328  *
3329  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3330  *      locked and will not have been brelse()'d.
3331  *
3332  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3333  *      likely still in progress on return.
3334  *
3335  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3336  *
3337  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3338  *
3339  * MPSAFE
3340  */
3341 static __inline int
3342 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3343 {
3344         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3345         u_int32_t flags;
3346         u_int32_t nflags;
3347         int error;
3348
3349         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3350         for (;;) {
3351                 flags = bio->bio_flags;
3352                 if (flags & BIO_DONE)
3353                         break;
3354                 tsleep_interlock(bio, 0);
3355                 nflags = flags | BIO_WANT;
3356                 tsleep_interlock(bio, 0);
3357                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3358                         if (wmesg)
3359                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3360                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3361                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3362                         else
3363                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3364                         if (error) {
3365                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3366                                 return (error);
3367                         }
3368                 }
3369         }
3370
3371         /*
3372          * Finish up.
3373          */
3374         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3375         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3376         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3377                 return (EINTR);
3378         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3379                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3380         return (0);
3381 }
3382
3383 int
3384 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3385 {
3386         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3387 }
3388
3389 int
3390 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3391 {
3392         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3393 }
3394
3395 /*
3396  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3397  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3398  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3399  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3400  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3401  * for those higher layers.
3402  */
3403 void
3404 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3405 {
3406         bio->bio_track = track;
3407         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3408                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3409         bio_track_ref(track);
3410 }
3411
3412 /*
3413  * Initiate I/O on a vnode.
3414  *
3415  * SWAPCACHE OPERATION:
3416  *
3417  *      Real buffer cache buffers have a non-NULL bp->b_vp.  Unfortunately
3418  *      devfs also uses b_vp for fake buffers so we also have to check
3419  *      that B_PAGING is 0.  In this case the passed 'vp' is probably the
3420  *      underlying block device.  The swap assignments are related to the
3421  *      buffer cache buffer's b_vp, not the passed vp.
3422  *
3423  *      The passed vp == bp->b_vp only in the case where the strategy call
3424  *      is made on the vp itself for its own buffers (a regular file or
3425  *      block device vp).  The filesystem usually then re-calls vn_strategy()
3426  *      after translating the request to an underlying device.
3427  *
3428  *      Cluster buffers set B_CLUSTER and the passed vp is the vp of the
3429  *      underlying buffer cache buffers.
3430  *
3431  *      We can only deal with page-aligned buffers at the moment, because
3432  *      we can't tell what the real dirty state for pages straddling a buffer
3433  *      are.
3434  *
3435  *      In order to call swap_pager_strategy() we must provide the VM object
3436  *      and base offset for the underlying buffer cache pages so it can find
3437  *      the swap blocks.
3438  */
3439 void
3440 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3441 {
3442         struct bio_track *track;
3443         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3444
3445         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3446
3447         /*
3448          * Handle the swap cache intercept.
3449          */
3450         if (vn_cache_strategy(vp, bio))
3451                 return;
3452
3453         /*
3454          * Otherwise do the operation through the filesystem
3455          */
3456         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3457                 track = &vp->v_track_read;
3458         else
3459                 track = &vp->v_track_write;
3460         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3461         bio->bio_track = track;
3462         if (dsched_is_clear_buf_priv(bio->bio_buf))
3463                 dsched_new_buf(bio->bio_buf);
3464         bio_track_ref(track);
3465         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3466 }
3467
3468 int
3469 vn_cache_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3470 {
3471         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3472         struct bio *nbio;
3473         vm_object_t object;
3474         vm_page_t m;
3475         int i;
3476
3477         /*
3478          * Is this buffer cache buffer suitable for reading from
3479          * the swap cache?
3480          */
3481         if (vm_swapcache_read_enable == 0 ||
3482             bp->b_cmd != BUF_CMD_READ ||
3483             ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0 &&
3484              (bp->b_vp == NULL || (bp->b_flags & B_PAGING))) ||
3485             ((int)bp->b_loffset & PAGE_MASK) != 0 ||
3486             (bp->b_bcount & PAGE_MASK) != 0) {
3487                 return(0);
3488         }
3489
3490         /*
3491          * Figure out the original VM object (it will match the underlying
3492          * VM pages).  Note that swap cached data uses page indices relative
3493          * to that object, not relative to bio->bio_offset.
3494          */
3495         if (bp->b_flags & B_CLUSTER)
3496                 object = vp->v_object;
3497         else
3498                 object = bp->b_vp->v_object;
3499
3500         /*
3501          * In order to be able to use the swap cache all underlying VM
3502          * pages must be marked as such, and we can't have any bogus pages.
3503          */
3504         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3505                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3506                 if ((m->flags & PG_SWAPPED) == 0)
3507                         break;
3508                 if (m == bogus_page)
3509                         break;
3510         }
3511
3512         /*
3513          * If we are good then issue the I/O using swap_pager_strategy()
3514          */
3515         if (i == bp->b_xio.xio_npages) {
3516                 m = bp->b_xio.xio_pages[0];
3517                 nbio = push_bio(bio);
3518                 nbio->bio_offset = ptoa(m->pindex);
3519                 KKASSERT(m->object == object);
3520                 swap_pager_strategy(object, nbio);
3521                 return(1);
3522         }
3523         return(0);
3524 }
3525
3526 /*
3527  * bpdone:
3528  *
3529  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3530  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3531  *      by biowait, elseit is typically 0.
3532  *
3533  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3534  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3535  *      assuming B_INVAL is clear.
3536  *
3537  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3538  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3539  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3540  *
3541  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3542  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3543  *      in the biodone routine.
3544  */
3545 void
3546 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3547 {
3548         buf_cmd_t cmd;
3549
3550         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
3551                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3552         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3553                 ("biodone: bp %p already done!", bp));
3554
3555         /*
3556          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3557          * with, now we clean up the buffer.
3558          */
3559         cmd = bp->b_cmd;
3560         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3561
3562         /*
3563          * Only reads and writes are processed past this point.
3564          */
3565         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3566                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3567                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3568                 if (elseit)
3569                         brelse(bp);
3570                 return;
3571         }
3572
3573         /*
3574          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3575          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3576          */
3577         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3578                 buf_complete(bp);
3579
3580         /*
3581          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3582          * was set.  Only applicable to normal buffers (with VPs).
3583          * vinum buffers may not have a vp.
3584          */
3585         if (cmd == BUF_CMD_WRITE &&
3586             (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3587                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3588                 if (bp->b_vp)
3589                         bdirty(bp);
3590         }
3591
3592         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3593                 int i;
3594                 vm_ooffset_t foff;
3595                 vm_page_t m;
3596                 vm_object_t obj;
3597                 int iosize;
3598                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3599
3600                 obj = vp->v_object;
3601
3602 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3603                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3604                         panic("biodone: zero vnode hold count");
3605                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3606                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
3607 #endif
3608
3609                 foff = bp->b_loffset;
3610                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
3611                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
3612
3613 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3614                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3615                         kprintf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3616                             obj->paging_in_progress, bp->b_xio.xio_npages);
3617                 }
3618 #endif
3619
3620                 /*
3621                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3622                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3623                  * routines.
3624                  */
3625                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3626                 if (cmd == BUF_CMD_READ &&
3627                     (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3628                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3629                 }
3630
3631                 crit_enter();
3632                 get_mplock();
3633                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3634                         int bogusflag = 0;
3635                         int resid;
3636
3637                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3638                         if (resid > iosize)
3639                                 resid = iosize;
3640
3641                         /*
3642                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3643                          * the originals should still be wired, we don't have
3644                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3645                          * the VM object association.
3646                          */
3647                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3648                         if (m == bogus_page) {
3649                                 bogusflag = 1;
3650                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3651                                 if (m == NULL)
3652                                         panic("biodone: page disappeared");
3653                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3654                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3655                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3656                         }
3657 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3658                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3659                                 kprintf("biodone: foff(%lu)/m->pindex(%ld) "
3660                                         "mismatch\n",
3661                                         (unsigned long)foff, (long)m->pindex);
3662                         }
3663 #endif
3664
3665                         /*
3666                          * In the write case, the valid and clean bits are
3667                          * already changed correctly (see bdwrite()), so we
3668                          * only need to do this here in the read case.
3669                          */
3670                         if (cmd == BUF_CMD_READ && !bogusflag && resid > 0) {
3671                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3672                         }
3673                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3674
3675                         /*
3676                          * when debugging new filesystems or buffer I/O
3677                          * methods, this is the most common error that pops
3678                          * up.  if you see this, you have not set the page
3679                          * busy flag correctly!!!
3680                          */
3681                         if (m->busy == 0) {
3682                                 kprintf("biodone: page busy < 0, "
3683                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3684                                     "resid: %d, index: %d\n",
3685                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3686                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3687                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3688                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, "
3689                                                 "flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3690                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3691                                             (long long)bp->b_loffset,
3692                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3693                                 else
3694                                         kprintf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3695                                             (long long)bp->b_loffset,
3696                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3697                                 kprintf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
3698                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
3699                                 panic("biodone: page busy < 0");
3700                         }
3701                         vm_page_io_finish(m);
3702                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3703                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3704                         iosize -= resid;
3705                 }
3706                 if (obj)
3707                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3708                 rel_mplock();
3709                 crit_exit();
3710         }
3711
3712         /*
3713          * Finish up by releasing the buffer.  There are no more synchronous
3714          * or asynchronous completions, those were handled by bio_done
3715          * callbacks.
3716          */
3717         if (elseit) {
3718                 if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_INVAL|B_ERROR|B_RELBUF))
3719                         brelse(bp);
3720                 else
3721                         bqrelse(bp);
3722         }
3723 }
3724
3725 /*
3726  * Normal biodone.
3727  */
3728 void
3729 biodone(struct bio *bio)
3730 {
3731         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3732
3733         runningbufwakeup(bp);
3734
3735         /*
3736          * Run up the chain of BIO's.   Leave b_cmd intact for the duration.
3737          */
3738         while (bio) {
3739                 biodone_t *done_func;
3740                 struct bio_track *track;
3741
3742                 /*
3743                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
3744                  */
3745                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
3746                         bio_track_rel(track);
3747                         bio->bio_track = NULL;
3748                 }
3749
3750                 /*
3751                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
3752                  * will be responsible for any further chaining and/or
3753                  * buffer management.
3754                  *
3755                  * WARNING!  The done function can deallocate the buffer!
3756                  */
3757                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
3758                         bio->bio_done = NULL;
3759                         done_func(bio);
3760                         return;
3761                 }
3762                 bio = bio->bio_prev;
3763         }
3764
3765         /*
3766          * If we've run out of bio's do normal [a]synchronous completion.
3767          */
3768         bpdone(bp, 1);
3769 }
3770
3771 /*
3772  * Synchronous biodone - this terminates a synchronous BIO.
3773  *
3774  * bpdone() is called with elseit=FALSE, leaving the buffer completed
3775  * but still locked.  The caller must brelse() the buffer after waiting
3776  * for completion.
3777  */
3778 void
3779 biodone_sync(struct bio *bio)
3780 {
3781         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3782         int flags;
3783         int nflags;
3784
3785         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3786         bpdone(bp, 0);
3787
3788         for (;;) {
3789                 flags = bio->bio_flags;
3790                 nflags = (flags | BIO_DONE) & ~BIO_WANT;
3791
3792                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3793                         if (flags & BIO_WANT)
3794                                 wakeup(bio);
3795                         break;
3796                 }
3797         }
3798 }
3799
3800 /*
3801  * vfs_unbusy_pages:
3802  *
3803  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
3804  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3805  *      consistant.
3806  */
3807 void
3808 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3809 {
3810         int i;
3811
3812         runningbufwakeup(bp);
3813         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3814                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3815                 vm_object_t obj;
3816
3817                 obj = vp->v_object;
3818
3819                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3820                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3821
3822                         /*
3823                          * When restoring bogus changes the original pages
3824                          * should still be wired, so we are in no danger of
3825                          * losing the object association and do not need
3826                          * critical section protection particularly.
3827                          */
3828                         if (m == bogus_page) {
3829                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
3830                                 if (!m) {
3831                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
3832                                 }
3833                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3834                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3835                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3836                         }
3837                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3838                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3839                         vm_page_io_finish(m);
3840                 }
3841                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3842         }
3843 }
3844
3845 /*
3846  * vfs_busy_pages:
3847  *
3848  *      This routine is called before a device strategy routine.
3849  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3850  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
3851  *      almost as being PG_BUSY.  Also the object 'paging_in_progress'
3852  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
3853  *      inconsistant.
3854  *
3855  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3856  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3857  *      and should be ignored.
3858  */
3859 void
3860 vfs_busy_pages(struct vnode *vp, struct buf *bp)
3861 {
3862         int i, bogus;