kernel - Introduce separate sysctls for seqpacket limits
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
12  *              John S. Dyson.
13  *
14  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.242.2.20 2003/05/28 18:38:10 alc Exp $
15  */
16
17 /*
18  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
19  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
20  * sure that the performance degradation associated with schemes such
21  * as this is not realized.
22  *
23  * Author:  John S. Dyson
24  * Significant help during the development and debugging phases
25  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
26  *
27  * see man buf(9) for more info.  Note that man buf(9) doesn't reflect
28  * the actual buf/bio implementation in DragonFly.
29  */
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/buf.h>
34 #include <sys/conf.h>
35 #include <sys/devicestat.h>
36 #include <sys/eventhandler.h>
37 #include <sys/lock.h>
38 #include <sys/malloc.h>
39 #include <sys/mount.h>
40 #include <sys/kernel.h>
41 #include <sys/kthread.h>
42 #include <sys/proc.h>
43 #include <sys/reboot.h>
44 #include <sys/resourcevar.h>
45 #include <sys/sysctl.h>
46 #include <sys/vmmeter.h>
47 #include <sys/vnode.h>
48 #include <sys/dsched.h>
49 #include <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 <vm/vm_page2.h>
64
65 #include "opt_ddb.h"
66 #ifdef DDB
67 #include <ddb/ddb.h>
68 #endif
69
70 /*
71  * Buffer queues.
72  */
73 enum bufq_type {
74         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
75         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
76         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
77         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
78         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
79         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
80
81         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
82 };
83
84 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
85
86 #define BD_WAKE_SIZE    16384
87 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
88
89 TAILQ_HEAD(bqueues, buf);
90
91 struct bufpcpu {
92         struct spinlock spin;
93         struct bqueues bufqueues[BUFFER_QUEUES];
94 } __cachealign;
95
96 struct bufpcpu bufpcpu[MAXCPU];
97
98 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
99
100 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
101
102 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
103 static void vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
104 #if 0
105 static void vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m);
106 #endif
107 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
108 static int flushbufqueues(struct buf *marker, bufq_type_t q);
109 static vm_page_t bio_page_alloc(struct buf *bp, vm_object_t obj,
110                                 vm_pindex_t pg, int deficit);
111
112 static void bd_signal(long totalspace);
113 static void buf_daemon(void);
114 static void buf_daemon_hw(void);
115
116 /*
117  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
118  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
119  * really that bad.  it would be better to split the buffer
120  * for input in the case of buffers partially already in memory,
121  * but the code is intricate enough already.
122  */
123 vm_page_t bogus_page;
124
125 /*
126  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
127  * not need to use compiler magic.
128  */
129 long bufspace;                  /* atomic ops */
130 long maxbufspace;
131 long maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
132 static long lorunningspace;
133 static long hirunningspace;
134 static long dirtykvaspace;              /* atomic */
135 long dirtybufspace;                     /* atomic (global for systat) */
136 static long dirtybufcount;              /* atomic */
137 static long dirtybufspacehw;            /* atomic */
138 static long dirtybufcounthw;            /* atomic */
139 static long runningbufspace;            /* atomic */
140 static long runningbufcount;            /* atomic */
141 long lodirtybufspace;
142 long hidirtybufspace;
143 static int getnewbufcalls;
144 static int needsbuffer;                 /* atomic */
145 static int runningbufreq;               /* atomic */
146 static int bd_request;                  /* atomic */
147 static int bd_request_hw;               /* atomic */
148 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
149 static u_int bd_wake_index;
150 static u_int vm_cycle_point = 40; /* 23-36 will migrate more act->inact */
151 static int debug_commit;
152 static int debug_bufbio;
153 static int debug_kvabio;
154 static long bufcache_bw = 200 * 1024 * 1024;
155
156 static struct thread *bufdaemon_td;
157 static struct thread *bufdaemonhw_td;
158 static u_int lowmempgallocs;
159 static u_int flushperqueue = 1024;
160
161 /*
162  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
163  */
164 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, flushperqueue, CTLFLAG_RW, &flushperqueue, 0,
165         "Number of buffers to flush from each per-cpu queue");
166 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
167         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
168 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
169         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
170 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
171         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
173         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
174 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufcache_bw, CTLFLAG_RW, &bufcache_bw, 0,
175         "Buffer-cache -> VM page cache transfer bandwidth");
176 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, lowmempgallocs, CTLFLAG_RW, &lowmempgallocs, 0,
177         "Page allocations done during periods of very low free memory");
178 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, vm_cycle_point, CTLFLAG_RW, &vm_cycle_point, 0,
179         "Recycle pages to active or inactive queue transition pt 0-64");
180 /*
181  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
182  */
183 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
184         "Total number of buffers in buffer cache");
185 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtykvaspace, CTLFLAG_RD, &dirtykvaspace, 0,
186         "KVA reserved by dirty buffers (all)");
187 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
188         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
189 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
190         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
191 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
192         "Pending number of dirty buffers");
193 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
194         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
195 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
196         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
197 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
198         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
199 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
200         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
201 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
202         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
203 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
204         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
205 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
206         "Amount of memory available for buffers");
207 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
208         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
209 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
210         "New buffer header acquisition requests");
211 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_commit, CTLFLAG_RW, &debug_commit, 0, "");
212 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_bufbio, CTLFLAG_RW, &debug_bufbio, 0, "");
213 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, debug_kvabio, CTLFLAG_RW, &debug_kvabio, 0, "");
214 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
215         "sizeof(struct buf)");
216
217 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
218
219 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
220 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
221 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
222 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
223
224 /*
225  * Called when buffer space is potentially available for recovery.
226  * getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free
227  * sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when
228  * bp's get placed back in the queues.
229  */
230 static __inline void
231 bufspacewakeup(void)
232 {
233         /*
234          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
235          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
236          * process will be able to now.
237          */
238         for (;;) {
239                 int flags = needsbuffer;
240                 cpu_ccfence();
241                 if ((flags & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) == 0)
242                         break;
243                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, flags,
244                                       flags & ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE)) {
245                         wakeup(&needsbuffer);
246                         break;
247                 }
248                 /* retry */
249         }
250 }
251
252 /*
253  * runningbufwakeup:
254  *
255  *      Accounting for I/O in progress.
256  *
257  */
258 static __inline void
259 runningbufwakeup(struct buf *bp)
260 {
261         long totalspace;
262         long flags;
263
264         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
265                 atomic_add_long(&runningbufspace, -totalspace);
266                 atomic_add_long(&runningbufcount, -1);
267                 bp->b_runningbufspace = 0;
268
269                 /*
270                  * see waitrunningbufspace() for limit test.
271                  */
272                 for (;;) {
273                         flags = runningbufreq;
274                         cpu_ccfence();
275                         if (flags == 0)
276                                 break;
277                         if (atomic_cmpset_int(&runningbufreq, flags, 0)) {
278                                 wakeup(&runningbufreq);
279                                 break;
280                         }
281                         /* retry */
282                 }
283                 bd_signal(totalspace);
284         }
285 }
286
287 /*
288  * bufcountwakeup:
289  *
290  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
291  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
292  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
293  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
294  */
295 static __inline void
296 bufcountwakeup(void) 
297 {
298         long flags;
299
300         for (;;) {
301                 flags = needsbuffer;
302                 if (flags == 0)
303                         break;
304                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, flags,
305                                       (flags & ~VFS_BIO_NEED_ANY))) {
306                         wakeup(&needsbuffer);
307                         break;
308                 }
309                 /* retry */
310         }
311 }
312
313 /*
314  * waitrunningbufspace()
315  *
316  * If runningbufspace exceeds 4/6 hirunningspace we block until
317  * runningbufspace drops to 3/6 hirunningspace.  We also block if another
318  * thread blocked here in order to be fair, even if runningbufspace
319  * is now lower than the limit.
320  *
321  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
322  * must block while runningbufspace is greater than at least
323  * hirunningspace * 3 / 6.
324  */
325 void
326 waitrunningbufspace(void)
327 {
328         long limit = hirunningspace * 4 / 6;
329         long flags;
330
331         while (runningbufspace > limit || runningbufreq) {
332                 tsleep_interlock(&runningbufreq, 0);
333                 flags = atomic_fetchadd_int(&runningbufreq, 1);
334                 if (runningbufspace > limit || flags)
335                         tsleep(&runningbufreq, PINTERLOCKED, "wdrn1", hz);
336         }
337 }
338
339 /*
340  * buf_dirty_count_severe:
341  *
342  *      Return true if we have too many dirty buffers.
343  */
344 int
345 buf_dirty_count_severe(void)
346 {
347         return (runningbufspace + dirtykvaspace >= hidirtybufspace ||
348                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
349 }
350
351 /*
352  * Return true if the amount of running I/O is severe and BIOQ should
353  * start bursting.
354  */
355 int
356 buf_runningbufspace_severe(void)
357 {
358         return (runningbufspace >= hirunningspace * 4 / 6);
359 }
360
361 /*
362  * vfs_buf_test_cache:
363  *
364  * Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
365  * bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
366  * valid data.
367  *
368  * NOTE! Dirty VM pages are not processed into dirty (B_DELWRI) buffer
369  * cache buffers.  The VM pages remain dirty, as someone had mmap()'d
370  * them while a clean buffer was present.
371  */
372 static __inline__
373 void
374 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
375                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
376                   vm_page_t m)
377 {
378         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
379                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
380                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
381                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
382         }
383 }
384
385 /*
386  * bd_speedup()
387  *
388  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
389  * low water mark.
390  */
391 static __inline__
392 void
393 bd_speedup(void)
394 {
395         if (dirtykvaspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
396                 return;
397
398         if (bd_request == 0 &&
399             (dirtykvaspace > lodirtybufspace / 2 ||
400              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
401                 if (atomic_fetchadd_int(&bd_request, 1) == 0)
402                         wakeup(&bd_request);
403         }
404         if (bd_request_hw == 0 &&
405             (dirtykvaspace > lodirtybufspace / 2 ||
406              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
407                 if (atomic_fetchadd_int(&bd_request_hw, 1) == 0)
408                         wakeup(&bd_request_hw);
409         }
410 }
411
412 /*
413  * bd_heatup()
414  *
415  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
416  *      buffers exceeds the mid-point.
417  *
418  *      Return the total number of dirty bytes past the second mid point
419  *      as a measure of how much excess dirty data there is in the system.
420  */
421 long
422 bd_heatup(void)
423 {
424         long mid1;
425         long mid2;
426         long totalspace;
427
428         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
429
430         totalspace = runningbufspace + dirtykvaspace;
431         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
432                 bd_speedup();
433                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
434                 if (totalspace >= mid2)
435                         return(totalspace - mid2);
436         }
437         return(0);
438 }
439
440 /*
441  * bd_wait()
442  *
443  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
444  *      buffers, then return.
445  *
446  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
447  *      exceeds hidirtybufspace.
448  */
449 void
450 bd_wait(long totalspace)
451 {
452         u_int i;
453         u_int j;
454         u_int mi;
455         int count;
456
457         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
458                 return;
459
460         while (totalspace > 0) {
461                 bd_heatup();
462
463                 /*
464                  * Order is important.  Suppliers adjust bd_wake_index after
465                  * updating runningbufspace/dirtykvaspace.  We want to fetch
466                  * bd_wake_index before accessing.  Any error should thus
467                  * be in our favor.
468                  */
469                 i = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 0);
470                 if (totalspace > runningbufspace + dirtykvaspace)
471                         totalspace = runningbufspace + dirtykvaspace;
472                 count = totalspace / MAXBSIZE;
473                 if (count >= BD_WAKE_SIZE / 2)
474                         count = BD_WAKE_SIZE / 2;
475                 i = i + count;
476                 mi = i & BD_WAKE_MASK;
477
478                 /*
479                  * This is not a strict interlock, so we play a bit loose
480                  * with locking access to dirtybufspace*.  We have to re-check
481                  * bd_wake_index to ensure that it hasn't passed us.
482                  */
483                 tsleep_interlock(&bd_wake_ary[mi], 0);
484                 atomic_add_int(&bd_wake_ary[mi], 1);
485                 j = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 0);
486                 if ((int)(i - j) >= 0)
487                         tsleep(&bd_wake_ary[mi], PINTERLOCKED, "flstik", hz);
488
489                 totalspace = runningbufspace + dirtykvaspace - hidirtybufspace;
490         }
491 }
492
493 /*
494  * bd_signal()
495  * 
496  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtykvaspace
497  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
498  *      complete.
499  */
500 static void
501 bd_signal(long totalspace)
502 {
503         u_int i;
504
505         if (totalspace > 0) {
506                 if (totalspace > MAXBSIZE * BD_WAKE_SIZE)
507                         totalspace = MAXBSIZE * BD_WAKE_SIZE;
508                 while (totalspace > 0) {
509                         i = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 1);
510                         i &= BD_WAKE_MASK;
511                         if (atomic_readandclear_int(&bd_wake_ary[i]))
512                                 wakeup(&bd_wake_ary[i]);
513                         totalspace -= MAXBSIZE;
514                 }
515         }
516 }
517
518 /*
519  * BIO tracking support routines.
520  *
521  * Release a ref on a bio_track.  Wakeup requests are atomically released
522  * along with the last reference so bk_active will never wind up set to
523  * only 0x80000000.
524  */
525 static
526 void
527 bio_track_rel(struct bio_track *track)
528 {
529         int     active;
530         int     desired;
531
532         /*
533          * Shortcut
534          */
535         active = track->bk_active;
536         if (active == 1 && atomic_cmpset_int(&track->bk_active, 1, 0))
537                 return;
538
539         /*
540          * Full-on.  Note that the wait flag is only atomically released on
541          * the 1->0 count transition.
542          *
543          * We check for a negative count transition using bit 30 since bit 31
544          * has a different meaning.
545          */
546         for (;;) {
547                 desired = (active & 0x7FFFFFFF) - 1;
548                 if (desired)
549                         desired |= active & 0x80000000;
550                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
551                         if (desired & 0x40000000)
552                                 panic("bio_track_rel: bad count: %p", track);
553                         if (active & 0x80000000)
554                                 wakeup(track);
555                         break;
556                 }
557                 active = track->bk_active;
558         }
559 }
560
561 /*
562  * Wait for the tracking count to reach 0.
563  *
564  * Use atomic ops such that the wait flag is only set atomically when
565  * bk_active is non-zero.
566  */
567 int
568 bio_track_wait(struct bio_track *track, int slp_flags, int slp_timo)
569 {
570         int     active;
571         int     desired;
572         int     error;
573
574         /*
575          * Shortcut
576          */
577         if (track->bk_active == 0)
578                 return(0);
579
580         /*
581          * Full-on.  Note that the wait flag may only be atomically set if
582          * the active count is non-zero.
583          *
584          * NOTE: We cannot optimize active == desired since a wakeup could
585          *       clear active prior to our tsleep_interlock().
586          */
587         error = 0;
588         while ((active = track->bk_active) != 0) {
589                 cpu_ccfence();
590                 desired = active | 0x80000000;
591                 tsleep_interlock(track, slp_flags);
592                 if (atomic_cmpset_int(&track->bk_active, active, desired)) {
593                         error = tsleep(track, slp_flags | PINTERLOCKED,
594                                        "trwait", slp_timo);
595                         if (error)
596                                 break;
597                 }
598         }
599         return (error);
600 }
601
602 /*
603  * bufinit:
604  *
605  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
606  *      dependant initialization code. 
607  */
608 static
609 void
610 bufinit(void *dummy __unused)
611 {
612         struct bufpcpu *pcpu;
613         struct buf *bp;
614         vm_offset_t bogus_offset;
615         int i;
616         int j;
617         long n;
618
619         /* next, make a null set of free lists */
620         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
621                 pcpu = &bufpcpu[i];
622                 spin_init(&pcpu->spin, "bufinit");
623                 for (j = 0; j < BUFFER_QUEUES; j++)
624                         TAILQ_INIT(&pcpu->bufqueues[j]);
625         }
626
627         /*
628          * Finally, initialize each buffer header and stick on empty q.
629          * Each buffer gets its own KVA reservation.
630          */
631         i = 0;
632         pcpu = &bufpcpu[i];
633
634         for (n = 0; n < nbuf; n++) {
635                 bp = &buf[n];
636                 bzero(bp, sizeof *bp);
637                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
638                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
639                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
640                 bp->b_qcpu = i;
641                 bp->b_kvabase = (void *)(vm_map_min(&buffer_map) +
642                                          MAXBSIZE * n);
643                 bp->b_kvasize = MAXBSIZE;
644                 initbufbio(bp);
645                 xio_init(&bp->b_xio);
646                 buf_dep_init(bp);
647                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
648                                   bp, b_freelist);
649
650                 i = (i + 1) % ncpus;
651                 pcpu = &bufpcpu[i];
652         }
653
654         /*
655          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
656          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
657          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
658          * used by most other processes.  The differential is required to 
659          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
660          * be blocked waiting for buffer space.
661          *
662          * Calculate hysteresis (lobufspace, hibufspace).  Don't make it
663          * too large or we might lockup a cpu for too long a period of
664          * time in our tight loop.
665          */
666         maxbufspace = nbuf * NBUFCALCSIZE;
667         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
668         lobufspace = hibufspace * 7 / 8;
669         if (hibufspace - lobufspace > 64 * 1024 * 1024)
670                 lobufspace = hibufspace - 64 * 1024 * 1024;
671         if (lobufspace > hibufspace - MAXBSIZE)
672                 lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
673
674         lorunningspace = 512 * 1024;
675         /* hirunningspace -- see below */
676
677         /*
678          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
679          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
680          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
681          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
682          * significantly on average (small) directories.
683          */
684         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
685
686         /*
687          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
688          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
689          *
690          * We don't want too much actually queued to the device at once
691          * (XXX this needs to be per-mount!), because the buffers will
692          * wind up locked for a very long period of time while the I/O
693          * drains.
694          */
695         hidirtybufspace = hibufspace / 2;       /* dirty + running */
696         hirunningspace = hibufspace / 16;       /* locked & queued to device */
697         if (hirunningspace < 1024 * 1024)
698                 hirunningspace = 1024 * 1024;
699
700         dirtykvaspace = 0;
701         dirtybufspace = 0;
702         dirtybufspacehw = 0;
703
704         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
705
706         /*
707          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
708          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
709          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
710          * from buf_daemon.
711          */
712
713         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE,
714                                            VM_SUBSYS_BOGUS);
715         vm_object_hold(&kernel_object);
716         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
717                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
718                                    VM_ALLOC_NORMAL);
719         vm_object_drop(&kernel_object);
720         vmstats.v_wire_count++;
721
722 }
723
724 SYSINIT(do_bufinit, SI_BOOT2_MACHDEP, SI_ORDER_FIRST, bufinit, NULL);
725
726 /*
727  * Initialize the embedded bio structures, typically used by
728  * deprecated code which tries to allocate its own struct bufs.
729  */
730 void
731 initbufbio(struct buf *bp)
732 {
733         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
734         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
735         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
736         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
737         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
738         bp->b_bio1.bio_flags = 0;
739
740         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
741         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
742         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
743         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
744         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
745         bp->b_bio2.bio_flags = 0;
746
747         BUF_LOCKINIT(bp);
748 }
749
750 /*
751  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
752  * translation cache layers.
753  */
754 void
755 reinitbufbio(struct buf *bp)
756 {
757         struct bio *bio;
758
759         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
760                 bio->bio_done = NULL;
761                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
762         }
763 }
764
765 /*
766  * Undo the effects of an initbufbio().
767  */
768 void
769 uninitbufbio(struct buf *bp)
770 {
771         dsched_buf_exit(bp);
772         BUF_LOCKFREE(bp);
773 }
774
775 /*
776  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
777  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
778  */
779 struct bio *
780 push_bio(struct bio *bio)
781 {
782         struct bio *nbio;
783
784         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
785                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
786                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
787                         panic("push_bio: too many layers %d for bp %p",
788                                 index, bio->bio_buf);
789                 }
790                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
791                 bio->bio_next = nbio;
792                 nbio->bio_prev = bio;
793                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
794                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
795                 nbio->bio_done = NULL;
796                 nbio->bio_next = NULL;
797         }
798         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
799         return(nbio);
800 }
801
802 /*
803  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
804  * must have been previously pushed.
805  */
806 struct bio *
807 pop_bio(struct bio *bio)
808 {
809         return(bio->bio_prev);
810 }
811
812 void
813 clearbiocache(struct bio *bio)
814 {
815         while (bio) {
816                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
817                 bio = bio->bio_next;
818         }
819 }
820
821 /*
822  * Remove the buffer from the appropriate free list.
823  * (caller must be locked)
824  */
825 static __inline void
826 _bremfree(struct buf *bp)
827 {
828         struct bufpcpu *pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
829
830         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
831                 KASSERT(BUF_LOCKINUSE(bp), ("bremfree: bp %p not locked", bp));
832                 TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
833                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
834         } else {
835                 if (!BUF_LOCKINUSE(bp))
836                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
837         }
838 }
839
840 /*
841  * bremfree() - must be called with a locked buffer
842  */
843 void
844 bremfree(struct buf *bp)
845 {
846         struct bufpcpu *pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
847
848         spin_lock(&pcpu->spin);
849         _bremfree(bp);
850         spin_unlock(&pcpu->spin);
851 }
852
853 /*
854  * bremfree_locked - must be called with pcpu->spin locked
855  */
856 static void
857 bremfree_locked(struct buf *bp)
858 {
859         _bremfree(bp);
860 }
861
862 /*
863  * This version of bread issues any required I/O asyncnronously and
864  * makes a callback on completion.
865  *
866  * The callback must check whether BIO_DONE is set in the bio and issue
867  * the bpdone(bp, 0) if it isn't.  The callback is responsible for clearing
868  * BIO_DONE and disposing of the I/O (bqrelse()ing it).
869  */
870 void
871 breadcb(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int bflags,
872         void (*func)(struct bio *), void *arg)
873 {
874         struct buf *bp;
875
876         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
877
878         /* if not found in cache, do some I/O */
879         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
880                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL | B_NOTMETA);
881                 bp->b_flags |= bflags;
882                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
883                 bp->b_bio1.bio_done = func;
884                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
885                 vfs_busy_pages(vp, bp);
886                 BUF_KERNPROC(bp);
887                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
888         } else if (func) {
889                 /*
890                  * Since we are issuing the callback synchronously it cannot
891                  * race the BIO_DONE, so no need for atomic ops here.
892                  */
893                 /*bp->b_bio1.bio_done = func;*/
894                 bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = arg;
895                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_DONE;
896                 func(&bp->b_bio1);
897         } else {
898                 bqrelse(bp);
899         }
900 }
901
902 /*
903  * breadnx() - Terminal function for bread() and breadn().
904  *
905  * This function will start asynchronous I/O on read-ahead blocks as well
906  * as satisfy the primary request.
907  *
908  * We must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE is
909  * set, the buffer is valid and we do not have to do anything.
910  */
911 int
912 breadnx(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int bflags,
913         off_t *raoffset, int *rabsize,
914         int cnt, struct buf **bpp)
915 {
916         struct buf *bp, *rabp;
917         int i;
918         int rv = 0, readwait = 0;
919         int blkflags = (bflags & B_KVABIO) ? GETBLK_KVABIO : 0;
920
921         if (*bpp)
922                 bp = *bpp;
923         else
924                 *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, blkflags, 0);
925
926         /* if not found in cache, do some I/O */
927         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
928                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR | B_INVAL | B_NOTMETA);
929                 bp->b_flags |= bflags;
930                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
931                 bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
932                 bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
933                 vfs_busy_pages(vp, bp);
934                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
935                 ++readwait;
936         }
937
938         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
939                 if (inmem(vp, *raoffset))
940                         continue;
941                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, GETBLK_KVABIO, 0);
942
943                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
944                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR |
945                                            B_INVAL | B_NOTMETA);
946                         rabp->b_flags |= (bflags & ~B_KVABIO);
947                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
948                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
949                         BUF_KERNPROC(rabp);
950                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
951                 } else {
952                         brelse(rabp);
953                 }
954         }
955         if (readwait)
956                 rv = biowait(&bp->b_bio1, "biord");
957         return (rv);
958 }
959
960 /*
961  * bwrite:
962  *
963  *      Synchronous write, waits for completion.
964  *
965  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
966  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
967  *      is invalid.
968  *
969  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
970  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
971  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
972  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
973  *      here.
974  */
975 int
976 bwrite(struct buf *bp)
977 {
978         int error;
979
980         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
981                 brelse(bp);
982                 return (0);
983         }
984         if (BUF_LOCKINUSE(bp) == 0)
985                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
986
987         /*
988          * NOTE: We no longer mark the buffer clear prior to the vn_strategy()
989          *       call because it will remove the buffer from the vnode's
990          *       dirty buffer list prematurely and possibly cause filesystem
991          *       checks to race buffer flushes.  This is now handled in
992          *       bpdone().
993          *
994          *       bundirty(bp); REMOVED
995          */
996
997         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
998         bp->b_flags |= B_CACHE;
999         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1000         bp->b_error = 0;
1001         bp->b_bio1.bio_done = biodone_sync;
1002         bp->b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
1003         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1004
1005         /*
1006          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1007          * valid for vnode-backed buffers.
1008          */
1009         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1010         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1011         error = biowait(&bp->b_bio1, "biows");
1012         brelse(bp);
1013
1014         return (error);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * bawrite:
1019  *
1020  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
1021  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
1022  *
1023  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
1024  *      B_INVAL buffers.  Not us.
1025  */
1026 void
1027 bawrite(struct buf *bp)
1028 {
1029         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1030                 brelse(bp);
1031                 return;
1032         }
1033         if (BUF_LOCKINUSE(bp) == 0)
1034                 panic("bawrite: buffer is not busy???");
1035
1036         /*
1037          * NOTE: We no longer mark the buffer clear prior to the vn_strategy()
1038          *       call because it will remove the buffer from the vnode's
1039          *       dirty buffer list prematurely and possibly cause filesystem
1040          *       checks to race buffer flushes.  This is now handled in
1041          *       bpdone().
1042          *
1043          *       bundirty(bp); REMOVED
1044          */
1045         bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_EINTR);
1046         bp->b_flags |= B_CACHE;
1047         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1048         bp->b_error = 0;
1049         KKASSERT(bp->b_bio1.bio_done == NULL);
1050         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
1051
1052         /*
1053          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
1054          * valid for vnode-backed buffers.
1055          */
1056         bsetrunningbufspace(bp, bp->b_bufsize);
1057         BUF_KERNPROC(bp);
1058         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * bdwrite:
1063  *
1064  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
1065  *      anything if the buffer is marked invalid.
1066  *
1067  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
1068  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
1069  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
1070  *      out synchronously.
1071  */
1072 void
1073 bdwrite(struct buf *bp)
1074 {
1075         if (BUF_LOCKINUSE(bp) == 0)
1076                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
1077
1078         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1079                 brelse(bp);
1080                 return;
1081         }
1082         bdirty(bp);
1083
1084         dsched_buf_enter(bp);   /* might stack */
1085
1086         /*
1087          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
1088          * true even of NFS now.
1089          */
1090         bp->b_flags |= B_CACHE;
1091
1092         /*
1093          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
1094          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
1095          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
1096          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
1097          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
1098          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
1099          * the bmap then...  So, this is important to do.
1100          */
1101         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
1102                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
1103                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
1104         }
1105
1106         /*
1107          * Because the underlying pages may still be mapped and
1108          * writable trying to set the dirty buffer (b_dirtyoff/end)
1109          * range here will be inaccurate.
1110          *
1111          * However, we must still clean the pages to satisfy the
1112          * vnode_pager and pageout daemon, so they think the pages
1113          * have been "cleaned".  What has really occured is that
1114          * they've been earmarked for later writing by the buffer
1115          * cache.
1116          *
1117          * So we get the b_dirtyoff/end update but will not actually
1118          * depend on it (NFS that is) until the pages are busied for
1119          * writing later on.
1120          */
1121         vfs_clean_pages(bp);
1122         bqrelse(bp);
1123
1124         /*
1125          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
1126          * due to the softdep code.
1127          */
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Fake write - return pages to VM system as dirty, leave the buffer clean.
1132  * This is used by tmpfs.
1133  *
1134  * It is important for any VFS using this routine to NOT use it for
1135  * IO_SYNC or IO_ASYNC operations which occur when the system really
1136  * wants to flush VM pages to backing store.
1137  */
1138 void
1139 buwrite(struct buf *bp)
1140 {
1141         vm_page_t m;
1142         int i;
1143
1144         /*
1145          * Only works for VMIO buffers.  If the buffer is already
1146          * marked for delayed-write we can't avoid the bdwrite().
1147          */
1148         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || (bp->b_flags & B_DELWRI)) {
1149                 bdwrite(bp);
1150                 return;
1151         }
1152
1153         /*
1154          * Mark as needing a commit.
1155          */
1156         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1157                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1158                 vm_page_need_commit(m);
1159         }
1160         bqrelse(bp);
1161 }
1162
1163 /*
1164  * bdirty:
1165  *
1166  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
1167  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
1168  *
1169  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
1170  *      dirty/clean lists. 
1171  *
1172  *      Must be called from a critical section.
1173  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
1174  */
1175 void
1176 bdirty(struct buf *bp)
1177 {
1178         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE,
1179                 ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
1180         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
1181                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
1182                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
1183         }
1184         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1185                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
1186         }
1187         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1188
1189         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
1190                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1191                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
1192                 reassignbuf(bp);
1193                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1194
1195                 atomic_add_long(&dirtybufcount, 1);
1196                 atomic_add_long(&dirtykvaspace, bp->b_kvasize);
1197                 atomic_add_long(&dirtybufspace, bp->b_bufsize);
1198                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1199                         atomic_add_long(&dirtybufcounthw, 1);
1200                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1201                 }
1202                 bd_heatup();
1203         }
1204 }
1205
1206 /*
1207  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
1208  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
1209  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
1210  */
1211 void
1212 bheavy(struct buf *bp)
1213 {
1214         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
1215                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
1216                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1217                         atomic_add_long(&dirtybufcounthw, 1);
1218                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw, bp->b_bufsize);
1219                 }
1220         }
1221 }
1222
1223 /*
1224  * bundirty:
1225  *
1226  *      Clear B_DELWRI for buffer.
1227  *
1228  *      Must be called from a critical section.
1229  *
1230  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
1231  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
1232  *      a different queue.
1233  */
1234 void
1235 bundirty(struct buf *bp)
1236 {
1237         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1238                 lwkt_gettoken(&bp->b_vp->v_token);
1239                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
1240                 reassignbuf(bp);
1241                 lwkt_reltoken(&bp->b_vp->v_token);
1242
1243                 atomic_add_long(&dirtybufcount, -1);
1244                 atomic_add_long(&dirtykvaspace, -bp->b_kvasize);
1245                 atomic_add_long(&dirtybufspace, -bp->b_bufsize);
1246                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1247                         atomic_add_long(&dirtybufcounthw, -1);
1248                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw, -bp->b_bufsize);
1249                 }
1250                 bd_signal(bp->b_bufsize);
1251         }
1252         /*
1253          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
1254          */
1255         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Set the b_runningbufspace field, used to track how much I/O is
1260  * in progress at any given moment.
1261  */
1262 void
1263 bsetrunningbufspace(struct buf *bp, int bytes)
1264 {
1265         bp->b_runningbufspace = bytes;
1266         if (bytes) {
1267                 atomic_add_long(&runningbufspace, bytes);
1268                 atomic_add_long(&runningbufcount, 1);
1269         }
1270 }
1271
1272 /*
1273  * brelse:
1274  *
1275  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1276  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1277  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1278  */
1279 void
1280 brelse(struct buf *bp)
1281 {
1282         struct bufpcpu *pcpu;
1283 #ifdef INVARIANTS
1284         int saved_flags = bp->b_flags;
1285 #endif
1286
1287         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1288                 ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1289
1290         /*
1291          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1292          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1293          *
1294          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1295          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1296          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1297          * completes.
1298          */
1299         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1300                 bundirty(bp);
1301         }
1302
1303         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1304                 /*
1305                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1306                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1307                  */
1308                 /* leave buffer intact */
1309         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1310                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1311                 /*
1312                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1313                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1314                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1315                  * backing store destruction.
1316                  *
1317                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1318                  * buffer cannot be immediately freed.
1319                  */
1320                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1321                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1322                         buf_deallocate(bp);
1323                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1324                         atomic_add_long(&dirtybufcount, -1);
1325                         atomic_add_long(&dirtykvaspace, -bp->b_kvasize);
1326                         atomic_add_long(&dirtybufspace, -bp->b_bufsize);
1327                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1328                                 atomic_add_long(&dirtybufcounthw, -1);
1329                                 atomic_add_long(&dirtybufspacehw,
1330                                                 -bp->b_bufsize);
1331                         }
1332                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1333                 }
1334                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1335         }
1336
1337         /*
1338          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set,
1339          * or if b_refs is non-zero.
1340          *
1341          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1342          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1343          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1344          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1345          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1346          *
1347          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1348          * originator asking us to release it), give the originator a
1349          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1350          * 
1351          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1352          * if B_DELWRI is set.
1353          *
1354          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1355          * on pages to return pages to the VM page queues.
1356          */
1357         if ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) || bp->b_refs) {
1358                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1359         } else if (vm_page_count_min(0)) {
1360                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1361                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1362                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1363                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1364                 else
1365                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1366         }
1367
1368         /*
1369          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1370          * biodone().
1371          *
1372          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1373          * or B_RELBUF flags.
1374          */
1375         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1376         dsched_buf_exit(bp);
1377
1378         /*
1379          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1380          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1381          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1382          *
1383          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1384          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1385          * B_INVAL may still be set, however.
1386          *
1387          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1388          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1389          * store.
1390          *
1391          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1392          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1393          * is left intact.
1394          */
1395         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1396                 /*
1397                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1398                  */
1399                 int i, j, resid;
1400                 vm_page_t m;
1401                 off_t foff;
1402                 vm_pindex_t poff;
1403                 vm_object_t obj;
1404                 struct vnode *vp;
1405
1406                 vp = bp->b_vp;
1407
1408                 /*
1409                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1410                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1411                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1412                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1413                  *
1414                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1415                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1416                  * m->dirty, etc...). 
1417                  *
1418                  * See man buf(9) for more information
1419                  */
1420
1421                 resid = bp->b_bufsize;
1422                 foff = bp->b_loffset;
1423
1424                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1425                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1426
1427                         /*
1428                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1429                          * now.  Note that we left these pages wired
1430                          * when we removed them so they had better exist,
1431                          * and they cannot be ripped out from under us so
1432                          * no critical section protection is necessary.
1433                          */
1434                         if (m == bogus_page) {
1435                                 obj = vp->v_object;
1436                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1437
1438                                 vm_object_hold(obj);
1439                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1440                                         vm_page_t mtmp;
1441
1442                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1443                                         if (mtmp == bogus_page) {
1444                                                 if ((bp->b_flags & B_HASBOGUS) == 0)
1445                                                         panic("brelse: bp %p corrupt bogus", bp);
1446                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1447                                                 if (!mtmp)
1448                                                         panic("brelse: bp %p page %d missing", bp, j);
1449                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1450                                         }
1451                                 }
1452                                 vm_object_drop(obj);
1453
1454                                 if ((bp->b_flags & B_HASBOGUS) ||
1455                                     (bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1456                                         pmap_qenter_noinval(
1457                                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1458                                             bp->b_xio.xio_pages,
1459                                             bp->b_xio.xio_npages);
1460                                         bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
1461                                         bp->b_flags |= B_KVABIO;
1462                                         bkvareset(bp);
1463                                 }
1464                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1465                         }
1466
1467                         /*
1468                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1469                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1470                          * we impose a requirement that the block size be
1471                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1472                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1473                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1474                          * especially when tracking piecemeal writes and
1475                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1476                          * in only partial page validation and invalidation
1477                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1478                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1479                          * here we would end up with weird m->valid values
1480                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1481                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1482                          * instead of just some of them.
1483                          *
1484                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1485                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1486                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1487                          * granular mess that exists to support odd block 
1488                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1489                          * A complete rewrite is required.
1490                          *
1491                          * XXX
1492                          */
1493                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1494                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1495                                 int presid;
1496
1497                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1498                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1499                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1500                                         ; /* entire page */
1501                                 } else if (presid > resid) {
1502                                         presid = resid;
1503                                 }
1504                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1505                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1506
1507                                 /*
1508                                  * Also make sure any swap cache is removed
1509                                  * as it is now stale (HAMMER in particular
1510                                  * uses B_NOCACHE to deal with buffer
1511                                  * aliasing).
1512                                  */
1513                                 swap_pager_unswapped(m);
1514                         }
1515                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1516                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1517                 }
1518                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1519                         vfs_vmio_release(bp);
1520         } else {
1521                 /*
1522                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1523                  */
1524                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1525                         if (bp->b_bufsize)
1526                                 allocbuf(bp, 0);
1527                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1528                         if (bp->b_vp)
1529                                 brelvp(bp);
1530                 }
1531         }
1532                         
1533         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1534                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1535
1536         /*
1537          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1538          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1539          * disassociated from their vnode.
1540          *
1541          * Return the buffer to its original pcpu area
1542          */
1543         pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
1544         spin_lock(&pcpu->spin);
1545
1546         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1547                 /*
1548                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1549                  * immediately, regardless of their state.
1550                  */
1551                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1552                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1553                                   bp, b_freelist);
1554         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1555                 /*
1556                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1557                  * of brelse() such buffers should probably already be
1558                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1559                  */
1560                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1561                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1562                         ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p "
1563                          "unexpectededly still associated!",
1564                         bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1565                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1566                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1567                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1568                                   bp, b_freelist);
1569         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1570                 /*
1571                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1572                  * already be disassociated from their vnode.
1573                  */
1574                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1575                         ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly "
1576                          "still associated!",
1577                         bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1578                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1579                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1580                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1581                 TAILQ_INSERT_HEAD(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1582                                   bp, b_freelist);
1583         } else {
1584                 /*
1585                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1586                  * their vnode.
1587                  */
1588                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1589                 case B_DELWRI:
1590                         bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1591                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1592                                           bp, b_freelist);
1593                         break;
1594                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1595                         bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1596                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1597                                           bp, b_freelist);
1598                         break;
1599                 default:
1600                         /*
1601                          * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1602                          * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1603                          * through the queue twice.
1604                          */
1605                         bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1606                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1607                                           bp, b_freelist);
1608                         break;
1609                 }
1610         }
1611         spin_unlock(&pcpu->spin);
1612
1613         /*
1614          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1615          * on the correct queue but we have not yet unlocked it.
1616          */
1617         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1618                 bundirty(bp);
1619
1620         /*
1621          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1622          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1623          *
1624          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1625          * if B_INVAL is set ).
1626          */
1627         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1628                 bufcountwakeup();
1629
1630         /*
1631          * Something we can maybe free or reuse
1632          */
1633         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1634                 bufspacewakeup();
1635
1636         /*
1637          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1638          */
1639         bp->b_flags &= ~(B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1640         BUF_UNLOCK(bp);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * bqrelse:
1645  *
1646  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1647  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1648  *
1649  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1650  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1651  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1652  *      again soon.
1653  *
1654  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1655  */
1656 void
1657 bqrelse(struct buf *bp)
1658 {
1659         struct bufpcpu *pcpu;
1660
1661         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
1662                 ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1663
1664         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1665                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1666
1667         buf_act_advance(bp);
1668
1669         pcpu = &bufpcpu[bp->b_qcpu];
1670         spin_lock(&pcpu->spin);
1671
1672         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1673                 /*
1674                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1675                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1676                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1677                  * will be released to the locked queue.
1678                  */
1679                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1680                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1681                                   bp, b_freelist);
1682         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1683                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1684                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1685                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1686                                   bp, b_freelist);
1687         } else if (vm_page_count_min(0)) {
1688                 /*
1689                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1690                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1691                  * backing store) *now*.
1692                  */
1693                 spin_unlock(&pcpu->spin);
1694                 brelse(bp);
1695                 return;
1696         } else {
1697                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1698                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[bp->b_qindex],
1699                                   bp, b_freelist);
1700         }
1701         spin_unlock(&pcpu->spin);
1702
1703         /*
1704          * We have now placed the buffer on the proper queue, but have yet
1705          * to unlock it.
1706          */
1707         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1708             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1709                 bufcountwakeup();
1710         }
1711
1712         /*
1713          * Something we can maybe free or reuse.
1714          */
1715         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1716                 bufspacewakeup();
1717
1718         /*
1719          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1720          * buffer is actively locked.
1721          */
1722         bp->b_flags &= ~(B_NOCACHE | B_RELBUF);
1723         dsched_buf_exit(bp);
1724         BUF_UNLOCK(bp);
1725 }
1726
1727 /*
1728  * Hold a buffer, preventing it from being reused.  This will prevent
1729  * normal B_RELBUF operations on the buffer but will not prevent B_INVAL
1730  * operations.  If a B_INVAL operation occurs the buffer will remain held
1731  * but the underlying pages may get ripped out.
1732  *
1733  * These functions are typically used in VOP_READ/VOP_WRITE functions
1734  * to hold a buffer during a copyin or copyout, preventing deadlocks
1735  * or recursive lock panics when read()/write() is used over mmap()'d
1736  * space.
1737  *
1738  * NOTE: bqhold() requires that the buffer be locked at the time of the
1739  *       hold.  bqdrop() has no requirements other than the buffer having
1740  *       previously been held.
1741  */
1742 void
1743 bqhold(struct buf *bp)
1744 {
1745         atomic_add_int(&bp->b_refs, 1);
1746 }
1747
1748 void
1749 bqdrop(struct buf *bp)
1750 {
1751         KKASSERT(bp->b_refs > 0);
1752         atomic_add_int(&bp->b_refs, -1);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system.
1757  * This routine is called when the bp is invalidated, released, or
1758  * reused.
1759  *
1760  * The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1761  * this function.
1762  *
1763  * WARNING! This routine is integral to the low memory critical path
1764  *          when a buffer is B_RELBUF'd.  If the system has a severe page
1765  *          deficit we need to get the page(s) onto the PQ_FREE or PQ_CACHE
1766  *          queues so they can be reused in the current pageout daemon
1767  *          pass.
1768  */
1769 static void
1770 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1771 {
1772         int i;
1773         vm_page_t m;
1774
1775         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1776                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1777                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1778
1779                 /*
1780                  * We need to own the page in order to safely unwire it.
1781                  */
1782                 vm_page_busy_wait(m, FALSE, "vmiopg");
1783
1784                 /*
1785                  * The VFS is telling us this is not a meta-data buffer
1786                  * even if it is backed by a block device.
1787                  */
1788                 if (bp->b_flags & B_NOTMETA)
1789                         vm_page_flag_set(m, PG_NOTMETA);
1790
1791                 /*
1792                  * This is a very important bit of code.  We try to track
1793                  * VM page use whether the pages are wired into the buffer
1794                  * cache or not.  While wired into the buffer cache the
1795                  * bp tracks the act_count.
1796                  *
1797                  * We can choose to place unwired pages on the inactive
1798                  * queue (0) or active queue (1).  If we place too many
1799                  * on the active queue the queue will cycle the act_count
1800                  * on pages we'd like to keep, just from single-use pages
1801                  * (such as when doing a tar-up or file scan).
1802                  */
1803                 if (bp->b_act_count < vm_cycle_point)
1804                         vm_page_unwire(m, 0);
1805                 else
1806                         vm_page_unwire(m, 1);
1807
1808                 /*
1809                  * If the wire_count has dropped to 0 we may need to take
1810                  * further action before unbusying the page.
1811                  *
1812                  * WARNING: vm_page_try_*() also checks PG_NEED_COMMIT for us.
1813                  */
1814                 if (m->wire_count == 0) {
1815                         if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1816                                 /*
1817                                  * Attempt to free the page if B_DIRECT is
1818                                  * set, the caller does not desire the page
1819                                  * to be cached.
1820                                  */
1821                                 vm_page_wakeup(m);
1822                                 vm_page_try_to_free(m);
1823                         } else if ((bp->b_flags & B_NOTMETA) ||
1824                                    vm_page_count_min(0)) {
1825                                 /*
1826                                  * Attempt to move the page to PQ_CACHE
1827                                  * if B_NOTMETA is set.  This flag is set
1828                                  * by HAMMER to remove one of the two pages
1829                                  * present when double buffering is enabled.
1830                                  *
1831                                  * Attempt to move the page to PQ_CACHE
1832                                  * If we have a severe page deficit.  This
1833                                  * will cause buffer cache operations related
1834                                  * to pageouts to recycle the related pages
1835                                  * in order to avoid a low memory deadlock.
1836                                  */
1837                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1838                                 vm_page_try_to_cache(m);
1839                         } else {
1840                                 /*
1841                                  * Nominal case, leave the page on the
1842                                  * queue the original unwiring placed it on
1843                                  * (active or inactive).
1844                                  */
1845                                 m->act_count = bp->b_act_count;
1846                                 vm_page_wakeup(m);
1847                         }
1848                 } else {
1849                         vm_page_wakeup(m);
1850                 }
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Zero out the pmap pte's for the mapping, but don't bother
1855          * invalidating the TLB.  The range will be properly invalidating
1856          * when new pages are entered into the mapping.
1857          *
1858          * This in particular reduces tmpfs tear-down overhead and reduces
1859          * buffer cache re-use overhead (one invalidation sequence instead
1860          * of two per re-use).
1861          */
1862         pmap_qremove_noinval(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data),
1863                              bp->b_xio.xio_npages);
1864         CPUMASK_ASSZERO(bp->b_cpumask);
1865         if (bp->b_bufsize) {
1866                 atomic_add_long(&bufspace, -bp->b_bufsize);
1867                 bp->b_bufsize = 0;
1868                 bufspacewakeup();
1869         }
1870         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1871         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1872         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1873         if (bp->b_vp)
1874                 brelvp(bp);
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
1879  * in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1880  *
1881  * Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1882  * buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1883  *
1884  * We block if:
1885  *      We have insufficient buffer headers
1886  *      We have insufficient buffer space
1887  *
1888  * To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1889  * Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1890  * avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1891  */
1892 struct buf *
1893 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
1894 {
1895         struct bufpcpu *pcpu;
1896         struct buf *bp;
1897         struct buf *nbp;
1898         int nqindex;
1899         int nqcpu;
1900         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1901         int maxloops = 200000;
1902         int restart_reason = 0;
1903         struct buf *restart_bp = NULL;
1904         static char flushingbufs[MAXCPU];
1905         char *flushingp;
1906
1907         /*
1908          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1909          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1910          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1911          * async I/O rather then sync I/O.
1912          */
1913         
1914         ++getnewbufcalls;
1915         nqcpu = mycpu->gd_cpuid;
1916         flushingp = &flushingbufs[nqcpu];
1917 restart:
1918         if (bufspace < lobufspace)
1919                 *flushingp = 0;
1920
1921         if (debug_bufbio && --maxloops == 0)
1922                 panic("getnewbuf, excessive loops on cpu %d restart %d (%p)",
1923                         mycpu->gd_cpuid, restart_reason, restart_bp);
1924
1925         /*
1926          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1927          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1928          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1929          * dip into our reserves.
1930          *
1931          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->CLEAN
1932          */
1933         pcpu = &bufpcpu[nqcpu];
1934         spin_lock(&pcpu->spin);
1935
1936         /*
1937          * Prime the scan for this cpu.  Locate the first buffer to
1938          * check.  If we are flushing buffers we must skip the
1939          * EMPTY queue.
1940          */
1941         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1942         nbp = TAILQ_FIRST(&pcpu->bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1943         if (nbp == NULL || *flushingp) {
1944                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1945                 nbp = TAILQ_FIRST(&pcpu->bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1946         }
1947
1948         /*
1949          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly,
1950          * depending.
1951          *
1952          * WARNING! spin is held!
1953          */
1954         while ((bp = nbp) != NULL) {
1955                 int qindex = nqindex;
1956
1957                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1958
1959                 /*
1960                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
1961                  * cycles through the queue twice before being selected.
1962                  */
1963                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
1964                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
1965                         bp->b_flags |= B_AGE;
1966                         TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[qindex],
1967                                      bp, b_freelist);
1968                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[qindex],
1969                                           bp, b_freelist);
1970                         continue;
1971                 }
1972
1973                 /*
1974                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1975                  * or do other fancy things ).
1976                  */
1977                 if (nbp == NULL) {
1978                         switch(qindex) {
1979                         case BQUEUE_EMPTY:
1980                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1981                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&pcpu->bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
1982                                         break;
1983                                 /* fall through */
1984                         case BQUEUE_CLEAN:
1985                                 /*
1986                                  * nbp is NULL. 
1987                                  */
1988                                 break;
1989                         }
1990                 }
1991
1992                 /*
1993                  * Sanity Checks
1994                  */
1995                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
1996                         ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1997
1998                 /*
1999                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
2000                  * buffers.
2001                  */
2002                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0,
2003                         ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
2004
2005                 /*
2006                  * Do not try to reuse a buffer with a non-zero b_refs.
2007                  * This is an unsynchronized test.  A synchronized test
2008                  * is also performed after we lock the buffer.
2009                  */
2010                 if (bp->b_refs)
2011                         continue;
2012
2013                 /*
2014                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
2015                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY bp's.  Buffers
2016                  * on the clean list must be disassociated from their 
2017                  * current vnode.  Buffers on the empty lists have
2018                  * already been disassociated.
2019                  *
2020                  * b_refs is checked after locking along with queue changes.
2021                  * We must check here to deal with zero->nonzero transitions
2022                  * made by the owner of the buffer lock, which is used by
2023                  * VFS's to hold the buffer while issuing an unlocked
2024                  * uiomove()s.  We cannot invalidate the buffer's pages
2025                  * for this case.  Once we successfully lock a buffer the
2026                  * only 0->1 transitions of b_refs will occur via findblk().
2027                  *
2028                  * We must also check for queue changes after successful
2029                  * locking as the current lock holder may dispose of the
2030                  * buffer and change its queue.
2031                  */
2032                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
2033                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2034                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", (hz + 99) / 100);
2035                         restart_reason = 1;
2036                         restart_bp = bp;
2037                         goto restart;
2038                 }
2039                 if (bp->b_qindex != qindex || bp->b_refs) {
2040                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2041                         BUF_UNLOCK(bp);
2042                         restart_reason = 2;
2043                         restart_bp = bp;
2044                         goto restart;
2045                 }
2046                 bremfree_locked(bp);
2047                 spin_unlock(&pcpu->spin);
2048
2049                 /*
2050                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
2051                  * vnode.
2052                  *
2053                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
2054                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
2055                  * responsible for releasing the buffer.
2056                  *
2057                  * NOTE: spin is UNLOCKED now.
2058                  */
2059                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
2060                         buf_deallocate(bp);
2061                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
2062                                 bqrelse(bp);
2063                                 restart_reason = 3;
2064                                 restart_bp = bp;
2065                                 goto restart;
2066                         }
2067                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2068                 }
2069
2070                 /*
2071                  * CLEAN buffers have content or associations that must be
2072                  * cleaned out if not repurposing.
2073                  */
2074                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
2075                         if (bp->b_flags & B_VMIO)
2076                                 vfs_vmio_release(bp);
2077                         if (bp->b_vp)
2078                                 brelvp(bp);
2079                 }
2080
2081                 /*
2082                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
2083                  * the scan from this point on.
2084                  *
2085                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
2086                  * valid after this operation.
2087                  */
2088                 KASSERT(bp->b_vp == NULL,
2089                         ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d "
2090                          "unexpectededly still associated!",
2091                          bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
2092                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2093
2094                 if (bp->b_bufsize)
2095                         allocbuf(bp, 0);
2096
2097                 if (bp->b_flags & (B_VNDIRTY | B_VNCLEAN | B_HASHED)) {
2098                         kprintf("getnewbuf: caught bug vp queue "
2099                                 "%p/%08x qidx %d\n",
2100                                 bp, bp->b_flags, qindex);
2101                         brelvp(bp);
2102                 }
2103                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2104                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2105                 bp->b_vp = NULL;
2106                 bp->b_error = 0;
2107                 bp->b_resid = 0;
2108                 bp->b_bcount = 0;
2109                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2110                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2111                 bp->b_act_count = ACT_INIT;
2112                 reinitbufbio(bp);
2113                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2114                 buf_dep_init(bp);
2115                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
2116                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
2117
2118                 if (bufspace >= hibufspace)
2119                         *flushingp = 1;
2120                 if (bufspace < lobufspace)
2121                         *flushingp = 0;
2122                 if (*flushingp) {
2123                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2124                         brelse(bp);
2125                         restart_reason = 5;
2126                         restart_bp = bp;
2127                         goto restart;
2128                 }
2129
2130                 /*
2131                  * b_refs can transition to a non-zero value while we hold
2132                  * the buffer locked due to a findblk().  Our brelvp() above
2133                  * interlocked any future possible transitions due to
2134                  * findblk()s.
2135                  *
2136                  * If we find b_refs to be non-zero we can destroy the
2137                  * buffer's contents but we cannot yet reuse the buffer.
2138                  */
2139                 if (bp->b_refs) {
2140                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2141                         brelse(bp);
2142                         restart_reason = 6;
2143                         restart_bp = bp;
2144
2145                         goto restart;
2146                 }
2147
2148                 /*
2149                  * We found our buffer!
2150                  */
2151                 break;
2152         }
2153
2154         /*
2155          * If we exhausted our list, iterate other cpus.  If that fails,
2156          * sleep as appropriate.  We may have to wakeup various daemons
2157          * and write out some dirty buffers.
2158          *
2159          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
2160          *
2161          * NOTE: spin is held if bp is NULL, else it is not held.
2162          */
2163         if (bp == NULL) {
2164                 int flags;
2165                 char *waitmsg;
2166
2167                 spin_unlock(&pcpu->spin);
2168
2169                 nqcpu = (nqcpu + 1) % ncpus;
2170                 if (nqcpu != mycpu->gd_cpuid) {
2171                         restart_reason = 7;
2172                         restart_bp = bp;
2173                         goto restart;
2174                 }
2175
2176                 if (bufspace >= hibufspace) {
2177                         waitmsg = "bufspc";
2178                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
2179                 } else {
2180                         waitmsg = "newbuf";
2181                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
2182                 }
2183
2184                 bd_speedup();   /* heeeelp */
2185                 atomic_set_int(&needsbuffer, flags);
2186                 while (needsbuffer & flags) {
2187                         int value;
2188
2189                         tsleep_interlock(&needsbuffer, 0);
2190                         value = atomic_fetchadd_int(&needsbuffer, 0);
2191                         if (value & flags) {
2192                                 if (tsleep(&needsbuffer, PINTERLOCKED|slpflags,
2193                                            waitmsg, slptimeo)) {
2194                                         return (NULL);
2195                                 }
2196                         }
2197                 }
2198         } else {
2199                 /*
2200                  * We finally have a valid bp.  Reset b_data.
2201                  *
2202                  * (spin is not held)
2203                  */
2204                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2205         }
2206         return(bp);
2207 }
2208
2209 /*
2210  * buf_daemon:
2211  *
2212  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2213  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2214  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2215  *
2216  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2217  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2218  *      waiting at the mid-point.
2219  */
2220 static struct kproc_desc buf_kp = {
2221         "bufdaemon",
2222         buf_daemon,
2223         &bufdaemon_td
2224 };
2225 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2226         kproc_start, &buf_kp);
2227
2228 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2229         "bufdaemon_hw",
2230         buf_daemon_hw,
2231         &bufdaemonhw_td
2232 };
2233 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2234         kproc_start, &bufhw_kp);
2235
2236 static void
2237 buf_daemon1(struct thread *td, int queue, int (*buf_limit_fn)(long), 
2238             int *bd_req)
2239 {
2240         long limit;
2241         struct buf *marker;
2242
2243         marker = kmalloc(sizeof(*marker), M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
2244         marker->b_flags |= B_MARKER;
2245         marker->b_qindex = BQUEUE_NONE;
2246         marker->b_qcpu = 0;
2247
2248         /*
2249          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2250          */
2251         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2252                               td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2253         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2254
2255         /*
2256          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2257          */
2258         for (;;) {
2259                 kproc_suspend_loop();
2260
2261                 /*
2262                  * Do the flush as long as the number of dirty buffers
2263                  * (including those running) exceeds lodirtybufspace.
2264                  *
2265                  * When flushing limit running I/O to hirunningspace
2266                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2267                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2268                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2269                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2270                  *
2271                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2272                  * but because we split the operation into two threads we
2273                  * have to cut it in half for each thread.
2274                  */
2275                 waitrunningbufspace();
2276                 limit = lodirtybufspace / 2;
2277                 while (buf_limit_fn(limit)) {
2278                         if (flushbufqueues(marker, queue) == 0)
2279                                 break;
2280                         if (runningbufspace < hirunningspace)
2281                                 continue;
2282                         waitrunningbufspace();
2283                 }
2284
2285                 /*
2286                  * We reached our low water mark, reset the
2287                  * request and sleep until we are needed again.
2288                  * The sleep is just so the suspend code works.
2289                  */
2290                 tsleep_interlock(bd_req, 0);
2291                 if (atomic_swap_int(bd_req, 0) == 0)
2292                         tsleep(bd_req, PINTERLOCKED, "psleep", hz);
2293         }
2294         /* NOT REACHED */
2295         /*kfree(marker, M_BIOBUF);*/
2296 }
2297
2298 static int
2299 buf_daemon_limit(long limit)
2300 {
2301         return (runningbufspace + dirtykvaspace > limit ||
2302                 dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2);
2303 }
2304
2305 static int
2306 buf_daemon_hw_limit(long limit)
2307 {
2308         return (runningbufspace + dirtykvaspace > limit ||
2309                 dirtybufcounthw >= nbuf / 2);
2310 }
2311
2312 static void
2313 buf_daemon(void)
2314 {
2315         buf_daemon1(bufdaemon_td, BQUEUE_DIRTY, buf_daemon_limit, 
2316                     &bd_request);
2317 }
2318
2319 static void
2320 buf_daemon_hw(void)
2321 {
2322         buf_daemon1(bufdaemonhw_td, BQUEUE_DIRTY_HW, buf_daemon_hw_limit,
2323                     &bd_request_hw);
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Flush up to (flushperqueue) buffers in the dirty queue.  Each cpu has a
2328  * localized version of the queue.  Each call made to this function iterates
2329  * to another cpu.  It is desireable to flush several buffers from the same
2330  * cpu's queue at once, as these are likely going to be linear.
2331  *
2332  * We must be careful to free up B_INVAL buffers instead of write them, which
2333  * NFS is particularly sensitive to.
2334  *
2335  * B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate that we
2336  * really want to try to get the buffer out and reuse it due to the write
2337  * load on the machine.
2338  *
2339  * We must lock the buffer in order to check its validity before we can mess
2340  * with its contents.  spin isn't enough.
2341  */
2342 static int
2343 flushbufqueues(struct buf *marker, bufq_type_t q)
2344 {
2345         struct bufpcpu *pcpu;
2346         struct buf *bp;
2347         int r = 0;
2348         u_int loops = flushperqueue;
2349         int lcpu = marker->b_qcpu;
2350
2351         KKASSERT(marker->b_qindex == BQUEUE_NONE);
2352         KKASSERT(marker->b_flags & B_MARKER);
2353
2354 again:
2355         /*
2356          * Spinlock needed to perform operations on the queue and may be
2357          * held through a non-blocking BUF_LOCK(), but cannot be held when
2358          * BUF_UNLOCK()ing or through any other major operation.
2359          */
2360         pcpu = &bufpcpu[marker->b_qcpu];
2361         spin_lock(&pcpu->spin);
2362         marker->b_qindex = q;
2363         TAILQ_INSERT_HEAD(&pcpu->bufqueues[q], marker, b_freelist);
2364         bp = marker;
2365
2366         while ((bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) != NULL) {
2367                 /*
2368                  * NOTE: spinlock is always held at the top of the loop
2369                  */
2370                 if (bp->b_flags & B_MARKER)
2371                         continue;
2372                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2373                         kprintf("Unexpected clean buffer %p\n", bp);
2374                         continue;
2375                 }
2376                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT))
2377                         continue;
2378                 KKASSERT(bp->b_qcpu == marker->b_qcpu && bp->b_qindex == q);
2379
2380                 /*
2381                  * Once the buffer is locked we will have no choice but to
2382                  * unlock the spinlock around a later BUF_UNLOCK and re-set
2383                  * bp = marker when looping.  Move the marker now to make
2384                  * things easier.
2385                  */
2386                 TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[q], marker, b_freelist);
2387                 TAILQ_INSERT_AFTER(&pcpu->bufqueues[q], bp, marker, b_freelist);
2388
2389                 /*
2390                  * Must recheck B_DELWRI after successfully locking
2391                  * the buffer.
2392                  */
2393                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2394                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2395                         BUF_UNLOCK(bp);
2396                         spin_lock(&pcpu->spin);
2397                         bp = marker;
2398                         continue;
2399                 }
2400
2401                 /*
2402                  * Remove the buffer from its queue.  We still own the
2403                  * spinlock here.
2404                  */
2405                 _bremfree(bp);
2406
2407                 /*
2408                  * Disposing of an invalid buffer counts as a flush op
2409                  */
2410                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2411                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2412                         brelse(bp);
2413                         goto doloop;
2414                 }
2415
2416                 /*
2417                  * Release the spinlock for the more complex ops we
2418                  * are now going to do.
2419                  */
2420                 spin_unlock(&pcpu->spin);
2421                 lwkt_yield();
2422
2423                 /*
2424                  * This is a bit messy
2425                  */
2426                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2427                     (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2428                     buf_countdeps(bp, 0)) {
2429                         spin_lock(&pcpu->spin);
2430                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pcpu->bufqueues[q], bp, b_freelist);
2431                         bp->b_qindex = q;
2432                         bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2433                         spin_unlock(&pcpu->spin);
2434                         BUF_UNLOCK(bp);
2435                         spin_lock(&pcpu->spin);
2436                         bp = marker;
2437                         continue;
2438                 }
2439
2440                 /*
2441                  * spinlock not held here.
2442                  *
2443                  * If the buffer has a dependancy, buf_checkwrite() must
2444                  * also return 0 for us to be able to initate the write.
2445                  *
2446                  * If the buffer is flagged B_ERROR it may be requeued
2447                  * over and over again, we try to avoid a live lock.
2448                  */
2449                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && buf_checkwrite(bp)) {
2450                         brelse(bp);
2451                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2452                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2453                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2454                         cluster_awrite(bp);
2455                 } else {
2456                         bp->b_flags |= B_AGE | B_KVABIO;
2457                         cluster_awrite(bp);
2458                 }
2459                 /* bp invalid but needs to be NULL-tested if we break out */
2460 doloop:
2461                 spin_lock(&pcpu->spin);
2462                 ++r;
2463                 if (--loops == 0)
2464                         break;
2465                 bp = marker;
2466         }
2467         /* bp is invalid here but can be NULL-tested to advance */
2468
2469         TAILQ_REMOVE(&pcpu->bufqueues[q], marker, b_freelist);
2470         marker->b_qindex = BQUEUE_NONE;
2471         spin_unlock(&pcpu->spin);
2472
2473         /*
2474          * Advance the marker to be fair.
2475          */
2476         marker->b_qcpu = (marker->b_qcpu + 1) % ncpus;
2477         if (bp == NULL) {
2478                 if (marker->b_qcpu != lcpu)
2479                         goto again;
2480         }
2481
2482         return (r);
2483 }
2484
2485 /*
2486  * inmem:
2487  *
2488  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2489  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2490  *      the data.
2491  *
2492  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2493  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2494  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2495  */
2496 int
2497 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2498 {
2499         vm_object_t obj;
2500         vm_offset_t toff, tinc, size;
2501         vm_page_t m;
2502         int res = 1;
2503
2504         if (findblk(vp, loffset, FINDBLK_TEST))
2505                 return 1;
2506         if (vp->v_mount == NULL)
2507                 return 0;
2508         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2509                 return 0;
2510
2511         size = PAGE_SIZE;
2512         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2513                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2514
2515         vm_object_hold(obj);
2516         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2517                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2518                 if (m == NULL) {
2519                         res = 0;
2520                         break;
2521                 }
2522                 tinc = size;
2523                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2524                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2525                 if (vm_page_is_valid(m,
2526                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0) {
2527                         res = 0;
2528                         break;
2529                 }
2530         }
2531         vm_object_drop(obj);
2532         return (res);
2533 }
2534
2535 /*
2536  * findblk:
2537  *
2538  *      Locate and return the specified buffer.  Unless flagged otherwise,
2539  *      a locked buffer will be returned if it exists or NULL if it does not.
2540  *
2541  *      findblk()'d buffers are still on the bufqueues and if you intend
2542  *      to use your (locked NON-TEST) buffer you need to bremfree(bp)
2543  *      and possibly do other stuff to it.
2544  *
2545  *      FINDBLK_TEST    - Do not lock the buffer.  The caller is responsible
2546  *                        for locking the buffer and ensuring that it remains
2547  *                        the desired buffer after locking.
2548  *
2549  *      FINDBLK_NBLOCK  - Lock the buffer non-blocking.  If we are unable
2550  *                        to acquire the lock we return NULL, even if the
2551  *                        buffer exists.
2552  *
2553  *      FINDBLK_REF     - Returns the buffer ref'd, which prevents normal
2554  *                        reuse by getnewbuf() but does not prevent
2555  *                        disassociation (B_INVAL).  Used to avoid deadlocks
2556  *                        against random (vp,loffset)s due to reassignment.
2557  *
2558  *      FINDBLK_KVABIO  - Only applicable when returning a locked buffer.
2559  *                        Indicates that the caller supports B_KVABIO.
2560  *
2561  *      (0)             - Lock the buffer blocking.
2562  */
2563 struct buf *
2564 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int flags)
2565 {
2566         struct buf *bp;
2567         int lkflags;
2568
2569         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
2570         if (flags & FINDBLK_NBLOCK)
2571                 lkflags |= LK_NOWAIT;
2572
2573         for (;;) {
2574                 /*
2575                  * Lookup.  Ref the buf while holding v_token to prevent
2576                  * reuse (but does not prevent diassociation).
2577                  */
2578                 lwkt_gettoken_shared(&vp->v_token);
2579                 bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2580                 if (bp == NULL) {
2581                         lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2582                         return(NULL);
2583                 }
2584                 bqhold(bp);
2585                 lwkt_reltoken(&vp->v_token);
2586
2587                 /*
2588                  * If testing only break and return bp, do not lock.
2589                  */
2590                 if (flags & FINDBLK_TEST)
2591                         break;
2592
2593                 /*
2594                  * Lock the buffer, return an error if the lock fails.
2595                  * (only FINDBLK_NBLOCK can cause the lock to fail).
2596                  */
2597                 if (BUF_LOCK(bp, lkflags)) {
2598                         atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2599                         /* bp = NULL; not needed */
2600                         return(NULL);
2601                 }
2602
2603                 /*
2604                  * Revalidate the locked buf before allowing it to be
2605                  * returned.
2606                  *
2607                  * B_KVABIO is only set/cleared when locking.  When
2608                  * clearing B_KVABIO, we must ensure that the buffer
2609                  * is synchronized to all cpus.
2610                  */
2611                 if (bp->b_vp == vp && bp->b_loffset == loffset) {
2612                         if (flags & FINDBLK_KVABIO)
2613                                 bp->b_flags |= B_KVABIO;
2614                         else
2615                                 bkvasync_all(bp);
2616                         break;
2617                 }
2618                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2619                 BUF_UNLOCK(bp);
2620         }
2621
2622         /*
2623          * Success
2624          */
2625         if ((flags & FINDBLK_REF) == 0)
2626                 atomic_subtract_int(&bp->b_refs, 1);
2627         return(bp);
2628 }
2629
2630 /*
2631  * getcacheblk:
2632  *
2633  *      Similar to getblk() except only returns the buffer if it is
2634  *      B_CACHE and requires no other manipulation.  Otherwise NULL
2635  *      is returned.  NULL is also returned if GETBLK_NOWAIT is set
2636  *      and the getblk() would block.
2637  *
2638  *      If B_RAM is set the buffer might be just fine, but we return
2639  *      NULL anyway because we want the code to fall through to the
2640  *      cluster read to issue more read-aheads.  Otherwise read-ahead breaks.
2641  *
2642  *      If blksize is 0 the buffer cache buffer must already be fully
2643  *      cached.
2644  *
2645  *      If blksize is non-zero getblk() will be used, allowing a buffer
2646  *      to be reinstantiated from its VM backing store.  The buffer must
2647  *      still be fully cached after reinstantiation to be returned.
2648  */
2649 struct buf *
2650 getcacheblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int blksize, int blkflags)
2651 {
2652         struct buf *bp;
2653         int fndflags = 0;
2654
2655         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT)
2656                 fndflags |= FINDBLK_NBLOCK;
2657         if (blkflags & GETBLK_KVABIO)
2658                 fndflags |= FINDBLK_KVABIO;
2659
2660         if (blksize) {
2661                 bp = getblk(vp, loffset, blksize, blkflags, 0);
2662                 if (bp) {
2663                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE)) == B_CACHE) {
2664                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2665                                 if (bp->b_flags & B_RAM) {
2666                                         bqrelse(bp);
2667                                         bp = NULL;
2668                                 }
2669                         } else {
2670                                 brelse(bp);
2671                                 bp = NULL;
2672                         }
2673                 }
2674         } else {
2675                 bp = findblk(vp, loffset, fndflags);
2676                 if (bp) {
2677                         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_CACHE | B_RAM)) ==
2678                             B_CACHE) {
2679                                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2680                                 bremfree(bp);
2681                         } else {
2682                                 BUF_UNLOCK(bp);
2683                                 bp = NULL;
2684                         }
2685                 }
2686         }
2687         return (bp);
2688 }
2689
2690 /*
2691  * getblk:
2692  *
2693  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2694  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2695  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2696  *
2697  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2698  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2699  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2700  *      without doing any of those things the system will likely believe
2701  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2702  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2703  *
2704  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2705  *      an existing buffer.
2706  *
2707  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2708  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2709  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2710  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2711  *
2712  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2713  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2714  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2715  *      backing VM.
2716  *
2717  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2718  *      B_CACHE bit is clear.
2719  *      
2720  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2721  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2722  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2723  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2724  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2725  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2726  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2727  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2728  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2729  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2730  *
2731  *      getblk flags:
2732  *
2733  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2734  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2735  */
2736 struct buf *
2737 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2738 {
2739         struct buf *bp;
2740         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2741         int error;
2742         int lkflags;
2743
2744         if (size > MAXBSIZE)
2745                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2746         if (vp->v_object == NULL)
2747                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2748
2749         /*
2750          * NOTE: findblk does not try to resolve KVABIO in REF-only mode.
2751          *       we still have to handle that ourselves.
2752          */
2753 loop:
2754         if ((bp = findblk(vp, loffset, FINDBLK_REF | FINDBLK_TEST)) != NULL) {
2755                 /*
2756                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2757                  * We must acquire a ref on the bp to prevent reuse, but
2758                  * this will not prevent disassociation (brelvp()) so we
2759                  * must recheck (vp,loffset) after acquiring the lock.
2760                  *
2761                  * Without the ref the buffer could potentially be reused
2762                  * before we acquire the lock and create a deadlock
2763                  * situation between the thread trying to reuse the buffer
2764                  * and us due to the fact that we would wind up blocking
2765                  * on a random (vp,loffset).
2766                  */
2767                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2768                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT) {
2769                                 bqdrop(bp);
2770                                 return(NULL);
2771                         }
2772                         lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2773                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2774                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2775                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2776                         if (error) {
2777                                 bqdrop(bp);
2778                                 if (error == ENOLCK)
2779                                         goto loop;
2780                                 return (NULL);
2781                         }
2782                         /* buffer may have changed on us */
2783                 }
2784                 bqdrop(bp);
2785
2786                 /*
2787                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2788                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2789                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2790                  * as well.
2791                  */
2792                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2793 #if 0
2794                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) "
2795                                 "was recycled\n",
2796                                 bp, vp, (long long)loffset);
2797 #endif
2798                         BUF_UNLOCK(bp);
2799                         goto loop;
2800                 }
2801
2802                 /*
2803                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2804                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2805                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2806                  */
2807                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2808                         BUF_UNLOCK(bp);
2809                         return(NULL);
2810                 }
2811
2812                 /*
2813                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2814                  *
2815                  * Set B_KVABIO for any incidental work, we will fix it
2816                  * up later.
2817                  */
2818                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2819                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2820                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2821                 bp->b_flags |= B_KVABIO;
2822
2823                 /*
2824                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2825                  * block number translation.
2826                  */
2827                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) &&
2828                     (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2829                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld)"
2830                                 " did not have cleared bio_offset cache\n",
2831                                 bp, vp, (long long)loffset);
2832                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2833                 }
2834
2835                 /*
2836                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2837                  * invalid.
2838                  *
2839                  * After the bremfree(), disposals must use b[q]relse().
2840                  */
2841                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2842                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2843                 bremfree(bp);
2844
2845                 /*
2846                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2847                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2848                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2849                  *
2850                  * Dirty or dependant buffers are written synchronously.
2851                  * Other types of buffers are simply released and
2852                  * reconstituted as they may be backed by valid, dirty VM
2853                  * pages (but not marked B_DELWRI).
2854                  *
2855                  * NFS NOTE: NFS buffers which straddle EOF are oddly-sized
2856                  * and may be left over from a prior truncation (and thus
2857                  * no longer represent the actual EOF point), so we
2858                  * definitely do not want to B_NOCACHE the backing store.
2859                  */
2860                 if (size != bp->b_bcount) {
2861                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2862                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2863                                 bwrite(bp);
2864                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2865                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2866                                 bwrite(bp);
2867                         } else {
2868                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2869                                 brelse(bp);
2870                         }
2871                         goto loop;
2872                 }
2873                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2874                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
2875                         ("getblk: no buffer offset"));
2876
2877                 /*
2878                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2879                  * be committed before we can return the buffer in
2880                  * order to prevent the caller from issuing a read
2881                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2882                  * it.
2883                  *
2884                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2885                  * operate properly either because they assume they
2886                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2887                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2888                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2889                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2890                  * preventing further loops.
2891                  *
2892                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2893                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2894                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2895                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2896                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2897                  * after the write.
2898                  *
2899                  * XXX Should this be B_RELBUF instead of B_NOCACHE?
2900                  *     I'm not even sure this state is still possible
2901                  *     now that getblk() writes out any dirty buffers
2902                  *     on size changes.
2903                  *
2904                  * We might be able to do something fancy, like setting
2905                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2906                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2907                  * confusing.  This is much easier.
2908                  */
2909                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2910                         kprintf("getblk: Warning, bp %p loff=%jx DELWRI set "
2911                                 "and CACHE clear, b_flags %08x\n",
2912                                 bp, (uintmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags);
2913                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2914                         bwrite(bp);
2915                         goto loop;
2916                 }
2917         } else {
2918                 /*
2919                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2920                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2921                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2922                  *
2923                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
2924                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
2925                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
2926                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
2927                  * the block size.  
2928                  *
2929                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
2930                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
2931                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
2932                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
2933                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
2934                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
2935                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
2936                  * directory vnode is not a special case.
2937                  */
2938                 int bsize, maxsize;
2939
2940                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
2941                         bsize = DEV_BSIZE;
2942                 else if (vp->v_mount)
2943                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2944                 else
2945                         bsize = size;
2946
2947                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
2948                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2949
2950                 bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize);
2951                 if (bp == NULL) {
2952                         if (slpflags || slptimeo)
2953                                 return NULL;
2954                         goto loop;
2955                 }
2956
2957                 /*
2958                  * Atomically insert the buffer into the hash, so that it can
2959                  * be found by findblk().
2960                  *
2961                  * If bgetvp() returns non-zero a collision occured, and the
2962                  * bp will not be associated with the vnode.
2963                  *
2964                  * Make sure the translation layer has been cleared.
2965                  */
2966                 bp->b_loffset = loffset;
2967                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
2968                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
2969
2970                 if (bgetvp(vp, bp, size)) {
2971                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2972                         brelse(bp);
2973                         goto loop;
2974                 }
2975
2976                 /*
2977                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2978                  *
2979                  * Set B_KVABIO for incidental work
2980                  */
2981                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
2982                 bp->b_flags |= B_VMIO | B_KVABIO;
2983                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2984
2985                 allocbuf(bp, size);
2986         }
2987
2988         /*
2989          * Do the nasty smp broadcast (if the buffer needs it) when KVABIO
2990          * is not supported.
2991          */
2992         if (bp && (blkflags & GETBLK_KVABIO) == 0) {
2993                 bkvasync_all(bp);
2994         }
2995         return (bp);
2996 }
2997
2998 /*
2999  * regetblk(bp)
3000  *
3001  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
3002  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
3003  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
3004  *
3005  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
3006  * non-empty.
3007  */
3008 void
3009 regetblk(struct buf *bp)
3010 {
3011         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
3012         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3013         bremfree(bp);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * allocbuf:
3018  *
3019  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3020  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3021  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3022  *      resize a buffer up or down.
3023  *
3024  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3025  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
3026  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3027  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of
3028  *      data.
3029  *
3030  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3031  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
3032  *
3033  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
3034  *      must own the buffer.
3035  */
3036 void
3037 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3038 {
3039         vm_page_t m;
3040         int newbsize;
3041         int desiredpages;
3042         int i;
3043
3044         if (BUF_LOCKINUSE(bp) == 0)
3045                 panic("allocbuf: buffer not busy");
3046
3047         if (bp->b_kvasize < size)
3048                 panic("allocbuf: buffer too small");
3049
3050         KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
3051
3052         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
3053         desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
3054                         newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
3055         KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
3056
3057         /*
3058          * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3059          * 0-length.
3060          */
3061         if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3062                 bp->b_flags |= B_CACHE;
3063
3064         if (newbsize < bp->b_bufsize) {
3065                 /*
3066                  * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
3067                  * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
3068                  * if we have to remove any pages.
3069                  */
3070                 if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
3071                         for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3072                                 /*
3073                                  * the page is not freed here -- it
3074                                  * is the responsibility of
3075                                  * vnode_pager_setsize
3076                                  */
3077                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3078                                 KASSERT(m != bogus_page,
3079                                     ("allocbuf: bogus page found"));
3080                                 vm_page_busy_wait(m, TRUE, "biodep");
3081                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3082                                 vm_page_unwire(m, 0);
3083                                 vm_page_wakeup(m);
3084                         }
3085                         pmap_qremove_noinval((vm_offset_t)
3086                                       trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3087                                       (desiredpages << PAGE_SHIFT),
3088                                      (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
3089                         bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
3090
3091                         /*
3092                          * Don't bother invalidating the pmap changes
3093                          * (which wastes global SMP invalidation IPIs)
3094                          * when setting the size to 0.  This case occurs
3095                          * when called via getnewbuf() during buffer
3096                          * recyclement.
3097                          */
3098                         if (desiredpages == 0) {
3099                                 CPUMASK_ASSZERO(bp->b_cpumask);
3100                         } else {
3101                                 bkvareset(bp);
3102                         }
3103                 }
3104         } else if (size > bp->b_bcount) {
3105                 /*
3106                  * We are growing the buffer, possibly in a
3107                  * byte-granular fashion.
3108                  */
3109                 struct vnode *vp;
3110                 vm_object_t obj;
3111                 vm_offset_t toff;
3112                 vm_offset_t tinc;
3113
3114                 /*
3115                  * Step 1, bring in the VM pages from the object,
3116                  * allocating them if necessary.  We must clear
3117                  * B_CACHE if these pages are not valid for the
3118                  * range covered by the buffer.
3119                  */
3120                 vp = bp->b_vp;
3121                 obj = vp->v_object;
3122
3123                 vm_object_hold(obj);
3124                 while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
3125                         vm_page_t m;
3126                         vm_pindex_t pi;
3127                         int error;
3128
3129                         pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) +
3130                              bp->b_xio.xio_npages;
3131
3132                         /*
3133                          * Blocking on m->busy_count might lead to a
3134                          * deadlock:
3135                          *
3136                          *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
3137                          */
3138                         m = vm_page_lookup_busy_try(obj, pi, FALSE,
3139                                                     &error);
3140                         if (error) {
3141                                 vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk");
3142                                 continue;
3143                         }
3144                         if (m == NULL) {
3145                                 /*
3146                                  * note: must allocate system pages
3147                                  * since blocking here could intefere
3148                                  * with paging I/O, no matter which
3149                                  * process we are.
3150                                  */
3151                                 m = bio_page_alloc(bp, obj, pi,
3152                                                    desiredpages -
3153                                                     bp->b_xio.xio_npages);
3154                                 if (m) {
3155                                         vm_page_wire(m);
3156                                         vm_page_wakeup(m);
3157                                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3158                                         bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3159                                         ++bp->b_xio.xio_npages;
3160                                 }
3161                                 continue;
3162                         }
3163
3164                         /*
3165                          * We found a page and were able to busy it.
3166                          */
3167                         vm_page_wire(m);
3168                         vm_page_wakeup(m);
3169                         bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
3170                         ++bp->b_xio.xio_npages;
3171                         if (bp->b_act_count < m->act_count)
3172                                 bp->b_act_count = m->act_count;
3173                 }
3174                 vm_object_drop(obj);
3175
3176                 /*
3177                  * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3178                  * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3179                  * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3180                  * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3181                  * aligned range ( newbsize ).
3182                  *
3183                  * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3184                  * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3185                  * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3186                  * fails with NFS if the server or some other client
3187                  * extends the file's EOF.  If our buffer is resized,
3188                  * B_CACHE may remain set! XXX
3189                  */
3190
3191                 toff = bp->b_bcount;
3192                 tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
3193
3194                 while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3195                         vm_pindex_t pi;
3196
3197                         if (tinc > (size - toff))
3198                                 tinc = size - toff;
3199
3200                         pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >>
3201                             PAGE_SHIFT;
3202
3203                         vfs_buf_test_cache(
3204                             bp,
3205                             bp->b_loffset,
3206                             toff,
3207                             tinc,
3208                             bp->b_xio.xio_pages[pi]
3209                         );
3210                         toff += tinc;
3211                         tinc = PAGE_SIZE;
3212                 }
3213
3214                 /*
3215                  * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
3216                  * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but
3217                  * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3218                  */
3219                 bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3220                 pmap_qenter_noinval((vm_offset_t)bp->b_data,
3221                             bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3222                 bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
3223                                       (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3224                 bkvareset(bp);
3225         }
3226         atomic_add_long(&bufspace, newbsize - bp->b_bufsize);
3227
3228         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3229         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3230                 /* dirtykvaspace unchanged */
3231                 atomic_add_long(&dirtybufspace, newbsize - bp->b_bufsize);
3232                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
3233                         atomic_add_long(&dirtybufspacehw,
3234                                         newbsize - bp->b_bufsize);
3235                 }
3236         }
3237         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3238         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3239         bufspacewakeup();
3240 }
3241
3242 /*
3243  * biowait:
3244  *
3245  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status. B_EINTR
3246  *      is converted into an EINTR error but not cleared (since a chain
3247  *      of biowait() calls may occur).
3248  *
3249  *      On return bpdone() will have been called but the buffer will remain
3250  *      locked and will not have been brelse()'d.
3251  *
3252  *      NOTE!  If a timeout is specified and ETIMEDOUT occurs the I/O is
3253  *      likely still in progress on return.
3254  *
3255  *      NOTE!  This operation is on a BIO, not a BUF.
3256  *
3257  *      NOTE!  BIO_DONE is cleared by vn_strategy()
3258  */
3259 static __inline int
3260 _biowait(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3261 {
3262         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3263         u_int32_t flags;
3264         u_int32_t nflags;
3265         int error;
3266
3267         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3268         for (;;) {
3269                 flags = bio->bio_flags;
3270                 if (flags & BIO_DONE)
3271                         break;
3272                 nflags = flags | BIO_WANT;
3273                 tsleep_interlock(bio, 0);
3274                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3275                         if (wmesg)
3276                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, wmesg, to);
3277                         else if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3278                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biord", to);
3279                         else
3280                                 error = tsleep(bio, PINTERLOCKED, "biowr", to);
3281                         if (error) {
3282                                 kprintf("tsleep error biowait %d\n", error);
3283                                 return (error);
3284                         }
3285                 }
3286         }
3287
3288         /*
3289          * Finish up.
3290          */
3291         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
3292         bio->bio_flags &= ~(BIO_DONE | BIO_SYNC);
3293         if (bp->b_flags & B_EINTR)
3294                 return (EINTR);
3295         if (bp->b_flags & B_ERROR)
3296                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3297         return (0);
3298 }
3299
3300 int
3301 biowait(struct bio *bio, const char *wmesg)
3302 {
3303         return(_biowait(bio, wmesg, 0));
3304 }
3305
3306 int
3307 biowait_timeout(struct bio *bio, const char *wmesg, int to)
3308 {
3309         return(_biowait(bio, wmesg, to));
3310 }
3311
3312 /*
3313  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3314  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3315  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3316  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3317  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3318  * for those higher layers.
3319  */
3320 void
3321 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3322 {
3323         bio->bio_track = track;
3324         bio_track_ref(track);
3325         dsched_buf_enter(bio->bio_buf); /* might stack */
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Initiate I/O on a vnode.
3330  *
3331  * SWAPCACHE OPERATION:
3332  *
3333  *      Real buffer cache buffers have a non-NULL bp->b_vp.  Unfortunately
3334  *      devfs also uses b_vp for fake buffers so we also have to check
3335  *      that B_PAGING is 0.  In this case the passed 'vp' is probably the
3336  *      underlying block device.  The swap assignments are related to the
3337  *      buffer cache buffer's b_vp, not the passed vp.
3338  *
3339  *      The passed vp == bp->b_vp only in the case where the strategy call
3340  *      is made on the vp itself for its own buffers (a regular file or
3341  *      block device vp).  The filesystem usually then re-calls vn_strategy()
3342  *      after translating the request to an underlying device.
3343  *
3344  *      Cluster buffers set B_CLUSTER and the passed vp is the vp of the
3345  *      underlying buffer cache buffers.
3346  *
3347  *      We can only deal with page-aligned buffers at the moment, because
3348  *      we can't tell what the real dirty state for pages straddling a buffer
3349  *      are.
3350  *
3351  *      In order to call swap_pager_strategy() we must provide the VM object
3352  *      and base offset for the underlying buffer cache pages so it can find
3353  *      the swap blocks.
3354  */
3355 void
3356 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3357 {
3358         struct bio_track *track;
3359         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3360
3361         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3362
3363         /*
3364          * Set when an I/O is issued on the bp.  Cleared by consumers
3365          * (aka HAMMER), allowing the consumer to determine if I/O had
3366          * actually occurred.
3367          */
3368         bp->b_flags |= B_IOISSUED;
3369
3370         /*
3371          * Handle the swapcache intercept.
3372          *
3373          * NOTE: The swapcache itself always supports KVABIO and will
3374          *       do the right thing if its underlying devices do not.
3375          */
3376         if (vn_cache_strategy(vp, bio))
3377                 return;
3378
3379         /*
3380          * If the vnode does not support KVABIO and the buffer is using
3381          * KVABIO, we must synchronize b_data to all cpus before dispatching.
3382          */
3383         if ((vp->v_flag & VKVABIO) == 0 && (bp->b_flags & B_KVABIO))
3384                 bkvasync_all(bp);
3385
3386         /*
3387          * Otherwise do the operation through the filesystem
3388          */
3389         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3390                 track = &vp->v_track_read;
3391         else
3392                 track = &vp->v_track_write;
3393         KKASSERT((bio->bio_flags & BIO_DONE) == 0);
3394         bio->bio_track = track;
3395         bio_track_ref(track);
3396         dsched_buf_enter(bp);   /* might stack */
3397         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3398 }
3399
3400 /*
3401  * vn_cache_strategy()
3402  *
3403  * Returns 1 if the interrupt was successful, 0 if not.
3404  *
3405  * NOTE: This function supports the KVABIO API wherein b_data might not
3406  *       be synchronized to the current cpu.
3407  */
3408 static void vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio);
3409
3410 int
3411 vn_cache_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3412 {
3413         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3414         struct bio *nbio;
3415         vm_object_t object;
3416         vm_page_t m;
3417         int i;
3418
3419         /*
3420          * Stop using swapcache if paniced, dumping, or dumped
3421          */
3422         if (panicstr || dumping)
3423                 return(0);
3424
3425         /*
3426          * Is this buffer cache buffer suitable for reading from
3427          * the swap cache?
3428          */
3429         if (vm_swapcache_read_enable == 0 ||
3430             bp->b_cmd != BUF_CMD_READ ||
3431             ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0 &&
3432              (bp->b_vp == NULL || (bp->b_flags & B_PAGING))) ||
3433             ((int)bp->b_loffset & PAGE_MASK) != 0 ||
3434             (bp->b_bcount & PAGE_MASK) != 0) {
3435                 return(0);
3436         }
3437
3438         /*
3439          * Figure out the original VM object (it will match the underlying
3440          * VM pages).  Note that swap cached data uses page indices relative
3441          * to that object, not relative to bio->bio_offset.
3442          */
3443         if (bp->b_flags & B_CLUSTER)
3444                 object = vp->v_object;
3445         else
3446                 object = bp->b_vp->v_object;
3447
3448         /*
3449          * In order to be able to use the swap cache all underlying VM
3450          * pages must be marked as such, and we can't have any bogus pages.
3451          */
3452         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3453                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3454                 if ((m->flags & PG_SWAPPED) == 0)
3455                         break;
3456                 if (m == bogus_page)
3457                         break;
3458         }
3459
3460         /*
3461          * If we are good then issue the I/O using swap_pager_strategy().
3462          *
3463          * We can only do this if the buffer actually supports object-backed
3464          * I/O.  If it doesn't npages will be 0.
3465          */
3466         if (i && i == bp->b_xio.xio_npages) {
3467                 m = bp->b_xio.xio_pages[0];
3468                 nbio = push_bio(bio);
3469                 nbio->bio_done = vn_cache_strategy_callback;
3470                 nbio->bio_offset = ptoa(m->pindex);
3471                 KKASSERT(m->object == object);
3472                 swap_pager_strategy(object, nbio);
3473                 return(1);
3474         }
3475         return(0);
3476 }
3477
3478 /*
3479  * This is a bit of a hack but since the vn_cache_strategy() function can
3480  * override a VFS's strategy function we must make sure that the bio, which
3481  * is probably bio2, doesn't leak an unexpected offset value back to the
3482  * filesystem.  The filesystem (e.g. UFS) might otherwise assume that the
3483  * bio went through its own file strategy function and the the bio2 offset
3484  * is a cached disk offset when, in fact, it isn't.
3485  */
3486 static void
3487 vn_cache_strategy_callback(struct bio *bio)
3488 {
3489         bio->bio_offset = NOOFFSET;
3490         biodone(pop_bio(bio));
3491 }
3492
3493 /*
3494  * bpdone:
3495  *
3496  *      Finish I/O on a buffer after all BIOs have been processed.
3497  *      Called when the bio chain is exhausted or by biowait.  If called
3498  *      by biowait, elseit is typically 0.
3499  *
3500  *      bpdone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3501  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3502  *      assuming B_INVAL is clear.
3503  *
3504  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3505  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3506  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3507  *
3508  *      bpdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3509  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3510  *      in the biodone routine.
3511  *
3512  *      bpdone is responsible for calling bundirty() on the buffer after a
3513  *      successful write.  We previously did this prior to initiating the
3514  *      write under the assumption that the buffer might be dirtied again
3515  *      while the write was in progress, however doing it before-hand creates
3516  *      a race condition prior to the call to vn_strategy() where the
3517  *      filesystem may not be aware that a dirty buffer is present.
3518  *      It should not be possible for the buffer or its underlying pages to
3519  *      be redirtied prior to bpdone()'s unbusying of the underlying VM
3520  *      pages.
3521  */
3522 void
3523 bpdone(struct buf *bp, int elseit)
3524 {
3525         buf_cmd_t cmd;
3526
3527         KASSERT(BUF_LOCKINUSE(bp), ("bpdone: bp %p not busy", bp));
3528         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3529                 ("bpdone: bp %p already done!", bp));
3530
3531         /*
3532          * No more BIOs are left.  All completion functions have been dealt
3533          * with, now we clean up the buffer.
3534          */
3535         cmd = bp->b_cmd;
3536         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3537
3538         /*
3539          * Only reads and writes are processed past this point.
3540          */
3541         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3542                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3543                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3544                 if (elseit)
3545                         brelse(bp);
3546                 return;
3547         }
3548
3549         /*
3550          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3551          * was set.
3552          *
3553          * A successful write must clear the dirty flag.  This is done after
3554          * the write to ensure that the buffer remains on the vnode's dirty
3555          * list for filesystem interlocks / checks until the write is actually
3556          * complete.  HAMMER2 is sensitive to this issue.
3557          *
3558          * Only applicable to normal buffers (with VPs).  vinum buffers may
3559          * not have a vp.
3560          *
3561          * Must be done prior to calling buf_complete() as the callback might
3562          * re-dirty the buffer.
3563          */
3564         if (cmd == BUF_CMD_WRITE) {
3565                 if ((bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3566                         bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3567                         if (bp->b_vp)
3568                                 bdirty(bp);
3569                 } else {
3570                         if (bp->b_vp)
3571                                 bundirty(bp);
3572                 }
3573         }
3574
3575         /*
3576          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3577          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3578          */
3579         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3580                 buf_complete(bp);
3581
3582         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3583                 int i;
3584                 vm_ooffset_t foff;
3585                 vm_page_t m;
3586                 vm_object_t obj;
3587                 int iosize;
3588                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3589
3590                 obj = vp->v_object;
3591
3592 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3593                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3594                         panic("bpdone: zero vnode hold count");
3595                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3596                         panic("bpdone: vnode is not setup for merged cache");
3597 #endif
3598
3599                 foff = bp->b_loffset;
3600                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("bpdone: no buffer offset"));
3601                 KASSERT(obj != NULL, ("bpdone: missing VM object"));
3602
3603 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3604                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3605                         kprintf("bpdone: paging in progress(%d) < "
3606                                 "bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3607                                 obj->paging_in_progress,
3608                                 bp->b_xio.xio_npages);
3609                 }
3610 #endif
3611
3612                 /*
3613                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3614                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3615                  * routines.
3616                  */
3617                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3618                 if (cmd == BUF_CMD_READ &&
3619                     (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3620                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3621                 }
3622
3623                 vm_object_hold(obj);
3624                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3625                         int resid;
3626                         int isbogus;
3627
3628                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3629                         if (resid > iosize)
3630                                 resid = iosize;
3631
3632                         /*
3633                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3634                          * the originals should still be wired, we don't have
3635                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3636                          * the VM object association.
3637                          */
3638                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3639                         if (m == bogus_page) {
3640                                 if ((bp->b_flags & B_HASBOGUS) == 0)
3641                                         panic("bpdone: bp %p corrupt bogus", bp);
3642                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3643                                 if (m == NULL)
3644                                         panic("bpdone: page disappeared");
3645                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3646                                 isbogus = 1;
3647                         } else {
3648                                 isbogus = 0;
3649                         }
3650 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3651                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3652                                 kprintf("bpdone: foff(%lu)/m->pindex(%ld) "
3653                                         "mismatch\n",
3654                                         (unsigned long)foff, (long)m->pindex);
3655                         }
3656 #endif
3657
3658                         /*
3659                          * In the write case, the valid and clean bits are
3660                          * already changed correctly (see bdwrite()), so we
3661                          * only need to do this here in the read case.
3662                          */
3663                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "bpdpgw");
3664                         if (cmd == BUF_CMD_READ && isbogus == 0 && resid > 0)
3665                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3666
3667                         /*
3668                          * when debugging new filesystems or buffer I/O
3669                          * methods, this is the most common error that pops
3670                          * up.  if you see this, you have not set the page
3671                          * busy flag correctly!!!
3672                          */
3673                         if ((m->busy_count & PBUSY_MASK) == 0) {
3674                                 kprintf("bpdone: page busy < 0, "
3675                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3676                                     "resid: %d, index: %d\n",
3677                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3678                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3679                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3680                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, "
3681                                                 "flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3682                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3683                                             (long long)bp->b_loffset,
3684                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3685                                 else
3686                                         kprintf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3687                                             (long long)bp->b_loffset,
3688                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3689                                 kprintf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, "
3690                                         "wired: %d\n",
3691                                         m->valid, m->dirty,
3692                                         m->wire_count);
3693                                 panic("bpdone: page busy < 0");
3694                         }
3695                         vm_page_io_finish(m);
3696                         vm_page_wakeup(m);
3697                         vm_object_pip_wakeup(obj);
3698                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3699                         iosize -= resid;
3700                 }
3701                 if (bp->b_flags & B_HASBOGUS) {
3702                         pmap_qenter_noinval(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3703                                             bp->b_xio.xio_pages,
3704                                             bp->b_xio.xio_npages);
3705                         bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
3706                         bkvareset(bp);
3707                 }
3708                 vm_object_drop(obj);
3709         }
3710
3711         /*
3712          * Finish up by releasing the buffer.  There are no more synchronous
3713          * or asynchronous completions, those were handled by bio_done
3714          * callbacks.
3715          */
3716         if (elseit) {
3717                 if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_INVAL|B_ERROR|B_RELBUF))
3718                         brelse(bp);
3719                 else
3720                         bqrelse(bp);
3721         }
3722 }
3723
3724 /*
3725  * Normal biodone.
3726  */
3727 void
3728 biodone(struct bio *bio)
3729 {
3730         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3731
3732         runningbufwakeup(bp);
3733
3734         /*
3735          * Run up the chain of BIO's.   Leave b_cmd intact for the duration.
3736          */
3737         while (bio) {
3738                 biodone_t *done_func;
3739                 struct bio_track *track;
3740
3741                 /*
3742                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
3743                  */
3744                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
3745                         bio_track_rel(track);
3746                         bio->bio_track = NULL;
3747                 }
3748
3749                 /*
3750                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
3751                  * will be responsible for any further chaining and/or
3752                  * buffer management.
3753                  *
3754                  * WARNING!  The done function can deallocate the buffer!
3755                  */
3756                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
3757                         bio->bio_done = NULL;
3758                         done_func(bio);
3759                         return;
3760                 }
3761                 bio = bio->bio_prev;
3762         }
3763
3764         /*
3765          * If we've run out of bio's do normal [a]synchronous completion.
3766          */
3767         bpdone(bp, 1);
3768 }
3769
3770 /*
3771  * Synchronous biodone - this terminates a synchronous BIO.
3772  *
3773  * bpdone() is called with elseit=FALSE, leaving the buffer completed
3774  * but still locked.  The caller must brelse() the buffer after waiting
3775  * for completion.
3776  */
3777 void
3778 biodone_sync(struct bio *bio)
3779 {
3780         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3781         int flags;
3782         int nflags;
3783
3784         KKASSERT(bio == &bp->b_bio1);
3785         bpdone(bp, 0);
3786
3787         for (;;) {
3788                 flags = bio->bio_flags;
3789                 nflags = (flags | BIO_DONE) & ~BIO_WANT;
3790
3791                 if (atomic_cmpset_int(&bio->bio_flags, flags, nflags)) {
3792                         if (flags & BIO_WANT)
3793                                 wakeup(bio);
3794                         break;
3795                 }
3796         }
3797 }
3798
3799 /*
3800  * vfs_unbusy_pages:
3801  *
3802  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
3803  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3804  *      consistant.
3805  */
3806 void
3807 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3808 {
3809         int i;
3810
3811         runningbufwakeup(bp);
3812
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                 vm_object_hold(obj);
3819
3820                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3821                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3822
3823                         /*
3824                          * When restoring bogus changes the original pages
3825                          * should still be wired, so we are in no danger of
3826                          * losing the object association and do not need
3827                          * critical section protection particularly.
3828                          */
3829                         if (m == bogus_page) {
3830                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
3831                                 if (!m) {
3832                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
3833                                 }
3834                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3835                         }
3836                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "bpdpgw");
3837                         vm_page_io_finish(m);
3838                         vm_page_wakeup(m);
3839                         vm_object_pip_wakeup(obj);
3840                 }
3841                 if (bp->b_flags & B_HASBOGUS) {
3842                         pmap_qenter_noinval(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3843                                             bp->b_xio.xio_pages,
3844                                             bp->b_xio.xio_npages);
3845                         bp->b_flags &= ~B_HASBOGUS;
3846                         bkvareset(bp);
3847                 }
3848                 vm_object_drop(obj);
3849         }
3850 }
3851
3852 /*
3853  * vfs_busy_pages:
3854  *
3855  *      This routine is called before a device strategy routine.
3856  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3857  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
3858  *      almost as being PBUSY_LOCKED.  Also the object 'paging_in_progress'
3859  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
3860  *      inconsistant.
3861  *
3862  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3863  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3864  *      and should be ignored.
3865  */
3866 void
3867 vfs_busy_pages(struct vnode *vp, struct buf *bp)
3868 {
3869         int i, bogus;
3870         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
3871
3872         /*
3873          * The buffer's I/O command must already be set.  If reading,
3874          * B_CACHE must be 0 (double check against callers only doing
3875          * I/O when B_CACHE is 0).
3876          */
3877         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3878         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE || (bp->b_flags & B_CACHE) == 0);
3879
3880         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3881                 vm_object_t obj;
3882
3883                 obj = vp->v_object;
3884                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
3885                         ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3886
3887                 /*
3888                  * Busy all the pages.  We have to busy them all at once
3889                  * to avoid deadlocks.
3890                  */
3891 retry:
3892                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3893                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3894
3895                         if (vm_page_busy_try(m, FALSE)) {
3896                                 vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage");
3897                                 while (--i >= 0)
3898                                         vm_page_wakeup(bp->b_xio.xio_pages[i]);
3899                                 goto retry;
3900                         }
3901                 }
3902
3903                 /*
3904                  * Setup for I/O, soft-busy the page right now because
3905                  * the next loop may block.
3906                  */
3907                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3908                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3909
3910                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3911                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
3912                                 vm_page_io_start(m);
3913                         }
3914                 }
3915
3916                 /*
3917                  * Adjust protections for I/O and do bogus-page mapping.
3918                  * Assume that vm_page_protect() can block (it can block
3919                  * if VM_PROT_NONE, don't take any chances regardless).
3920                  *
3921                  * In particular note that for writes we must incorporate
3922                  * page dirtyness from the VM system into the buffer's
3923                  * dirty range.
3924                  *
3925                  * For reads we theoretically must incorporate page dirtyness
3926                  * from the VM system to determine if the page needs bogus
3927                  * replacement, but we shortcut the test by simply checking
3928                  * that all m->valid bits are set, indicating that the page
3929                  * is fully valid and does not need to be re-read.  For any
3930                  * VM system dirtyness the page will also be fully valid
3931                  * since it was mapped at one point.
3932                  */
3933                 bogus = 0;
3934                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3935                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3936
3937                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE) {
3938                                 /*
3939                                  * When readying a vnode-backed buffer for
3940                                  * a write we must zero-fill any invalid
3941                                  * portions of the backing VM pages, mark
3942                                  * it valid and clear related dirty bits.
3943                                  *
3944                                  * vfs_clean_one_page() incorporates any
3945                                  * VM dirtyness and updates the b_dirtyoff
3946                                  * range (after we've made the page RO).
3947                                  *
3948                                  * It is also expected that the pmap modified
3949                                  * bit has already been cleared by the
3950                                  * vm_page_protect().  We may not be able
3951                                  * to clear all dirty bits for a page if it
3952                                  * was also memory mapped (NFS).
3953                                  *
3954                                  * Finally be sure to unassign any swap-cache
3955                                  * backing store as it is now stale.
3956                                  */
3957                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
3958                                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
3959                                 swap_pager_unswapped(m);
3960                         } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
3961                                 /*
3962                                  * When readying a vnode-backed buffer for
3963                                  * read we must replace any dirty pages with
3964                                  * a bogus page so dirty data is not destroyed
3965                                  * when filling gaps.
3966                                  *
3967                                  * To avoid testing whether the page is
3968                                  * dirty we instead test that the page was
3969                                  * at some point mapped (m->valid fully
3970                                  * valid) with the understanding that
3971                                  * this also covers the dirty case.
3972                                  */
3973                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = bogus_page;
3974                                 bp->b_flags |= B_HASBOGUS;
3975                                 bogus++;
3976                         } else if (m->valid & m->dirty) {
3977                                 /*
3978                                  * This case should not occur as partial
3979                                  * dirtyment can only happen if the buffer
3980                                  * is B_CACHE, and this code is not entered
3981                                  * if the buffer is B_CACHE.
3982                                  */
3983                                 kprintf("Warning: vfs_busy_pages - page not "
3984                                         "fully valid! loff=%jx bpf=%08x "
3985                                         "idx=%d val=%02x dir=%02x\n",
3986                                         (uintmax_t)bp->b_loffset, bp->b_flags,
3987                                         i, m->valid, m->dirty);
3988                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
3989                         } else {
3990                                 /*
3991                                  * The page is not valid and can be made
3992                                  * part of the read.
3993                                  */
3994                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
3995                         }
3996                         vm_page_wakeup(m);
3997                 }
3998                 if (bogus) {
3999                         pmap_qenter_noinval(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4000                                             bp->b_xio.xio_pages,
4001                                             bp->b_xio.xio_npages);
4002                         bkvareset(bp);
4003                 }
4004         }
4005
4006         /*
4007          * This is the easiest place to put the process accounting for the I/O
4008          * for now.
4009          */
4010         if (lp != NULL) {
4011                 if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
4012                         lp->lwp_ru.ru_inblock++;
4013                 else
4014                         lp->lwp_ru.ru_oublock++;
4015         }
4016 }
4017
4018 /*
4019  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
4020  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
4021  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
4022  *
4023  * NOTE: While we only really need to clean through to b_bcount, we
4024  *       just go ahead and clean through to b_bufsize.
4025  */
4026 static void
4027 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
4028 {
4029         vm_page_t m;
4030         int i;
4031
4032         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
4033                 return;
4034
4035         KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
4036                 ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
4037
4038         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4039                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4040                 vfs_clean_one_page(bp, i, m);
4041         }
4042 }
4043
4044 /*
4045  * vfs_clean_one_page:
4046  *
4047  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page within a
4048  *      buffer.  The range is restricted to the buffer's size and the
4049  *      buffer's logical offset might index into the first page.
4050  *
4051  *      The caller has busied or soft-busied the page and it is not mapped,
4052  *      test and incorporate the dirty bits into b_dirtyoff/end before
4053  *      clearing them.  Note that we need to clear the pmap modified bits
4054  *      after determining the the page was dirty, vm_page_set_validclean()
4055  *      does not do it for us.
4056  *
4057  *      This routine is typically called after a read completes (dirty should
4058  *      be zero in that case as we are not called on bogus-replace pages),
4059  *      or before a write is initiated.
4060  */
4061 static void
4062 vfs_clean_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
4063 {
4064         int bcount;
4065         int xoff;
4066         int soff;
4067         int eoff;
4068
4069         /*
4070          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
4071          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
4072          */
4073         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
4074         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
4075
4076         if (pageno == 0) {
4077                 soff = xoff;
4078                 eoff = PAGE_SIZE;
4079         } else {
4080                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
4081                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
4082         }
4083         if (eoff > bcount)
4084                 eoff = bcount;
4085         if (soff >= eoff)
4086                 return;
4087
4088         /*
4089          * Test dirty bits and adjust b_dirtyoff/end.
4090          *
4091          * If dirty pages are incorporated into the bp any prior
4092          * B_NEEDCOMMIT state (NFS) must be cleared because the
4093          * caller has not taken into account the new dirty data.
4094          *
4095          * If the page was memory mapped the dirty bits might go beyond the
4096          * end of the buffer, but we can't really make the assumption that
4097          * a file EOF straddles the buffer (even though this is the case for
4098          * NFS if B_NEEDCOMMIT is also set).  So for the purposes of clearing
4099          * B_NEEDCOMMIT we only test the dirty bits covered by the buffer.
4100          * This also saves some console spam.
4101          *
4102          * When clearing B_NEEDCOMMIT we must also clear B_CLUSTEROK,
4103          * NFS can handle huge commits but not huge writes.
4104          */
4105         vm_page_test_dirty(m);
4106         if (m->dirty) {
4107                 if ((bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) &&
4108                     (m->dirty & vm_page_bits(soff & PAGE_MASK, eoff - soff))) {
4109                         if (debug_commit)
4110                                 kprintf("Warning: vfs_clean_one_page: bp %p "
4111                                     "loff=%jx,%d flgs=%08x clr B_NEEDCOMMIT"
4112                                     " cmd %d vd %02x/%02x x/s/e %d %d %d "
4113                                     "doff/end %d %d\n",
4114                                     bp, (uintmax_t)bp->b_loffset, bp->b_bcount,
4115                                     bp->b_flags, bp->b_cmd,
4116                                     m->valid, m->dirty, xoff, soff, eoff,
4117                                     bp->b_dirtyoff, bp->b_dirtyend);
4118                         bp->b_flags &= ~(B_NEEDCOMMIT | B_CLUSTEROK);
4119                         if (debug_commit)
4120                                 print_backtrace(-1);
4121                 }
4122                 /*
4123                  * Only clear the pmap modified bits if ALL the dirty bits
4124                  * are set, otherwise the system might mis-clear portions
4125                  * of a page.
4126                  */
4127                 if (m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4128                     (bp->b_flags & B_NEEDCOMMIT) == 0) {
4129                         pmap_clear_modify(m);
4130                 }
4131                 if (bp->b_dirtyoff > soff - xoff)
4132                         bp->b_dirtyoff = soff - xoff;
4133                 if (bp->b_dirtyend < eoff - xoff)
4134                         bp->b_dirtyend = eoff - xoff;
4135         }
4136
4137         /*
4138          * Set related valid bits, clear related dirty bits.
4139          * Does not mess with the pmap modified bit.
4140          *
4141          * WARNING!  We cannot just clear all of m->dirty here as the
4142          *           buffer cache buffers may use a DEV_BSIZE'd aligned
4143          *           block size, or have an odd size (e.g. NFS at file EOF).
4144          *           The putpages code can clear m->dirty to 0.
4145          *
4146          *           If a VOP_WRITE generates a buffer cache buffer which
4147          *           covers the same space as mapped writable pages the
4148          *           buffer flush might not be able to clear all the dirty
4149          *           bits and still require a putpages from the VM system
4150          *           to finish it off.
4151          *
4152          * WARNING!  vm_page_set_validclean() currently assumes vm_token
4153          *           is held.  The page might not be busied (bdwrite() case).
4154          *           XXX remove this comment once we've validated that this
4155          *           is no longer an issue.
4156          */
4157         vm_page_set_validclean(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
4158 }
4159
4160 #if 0
4161 /*
4162  * Similar to vfs_clean_one_page() but sets the bits to valid and dirty.
4163  * The page data is assumed to be valid (there is no zeroing here).
4164  */
4165 static void
4166 vfs_dirty_one_page(struct buf *bp, int pageno, vm_page_t m)
4167 {
4168         int bcount;
4169         int xoff;
4170         int soff;
4171         int eoff;
4172
4173         /*
4174          * Calculate offset range within the page but relative to buffer's
4175          * loffset.  loffset might be offset into the first page.
4176          */
4177         xoff = (int)bp->b_loffset & PAGE_MASK;  /* loffset offset into pg 0 */
4178         bcount = bp->b_bcount + xoff;           /* offset adjusted */
4179
4180         if (pageno == 0) {
4181                 soff = xoff;
4182                 eoff = PAGE_SIZE;
4183         } else {
4184                 soff = (pageno << PAGE_SHIFT);
4185                 eoff = soff + PAGE_SIZE;
4186         }
4187         if (eoff > bcount)
4188                 eoff = bcount;
4189         if (soff >= eoff)
4190                 return;
4191         vm_page_set_validdirty(m, soff & PAGE_MASK, eoff - soff);
4192 }
4193 #endif
4194
4195 /*
4196  * vfs_bio_clrbuf:
4197  *
4198  *      Clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
4199  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
4200  *
4201  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4202  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4203  */
4204 void
4205 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
4206 {
4207         int i, mask = 0;
4208         caddr_t sa, ea;
4209         KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
4210
4211         bp->b_flags &= ~(B_INVAL | B_EINTR | B_ERROR);
4212         bkvasync(bp);
4213
4214         if ((bp->b_xio.xio_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4215             (bp->b_loffset & PAGE_MASK) == 0) {
4216                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4217                 if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == mask) {
4218                         bp->b_resid = 0;
4219                         return;
4220                 }
4221                 if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4222                         bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
4223                         bp->b_xio.xio_pages[0]->valid |= mask;
4224                         bp->b_resid = 0;
4225                         return;
4226                 }
4227         }
4228         sa = bp->b_data;
4229         for(i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++, sa=ea) {
4230                 int j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
4231                 ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
4232                 ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
4233                             (u_long)(vm_offset_t)ea,
4234                             (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
4235                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4236                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == mask)
4237                         continue;
4238                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == 0) {
4239                         bzero(sa, ea - sa);
4240                 } else {
4241                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4242                                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid &
4243                                     (1<<j)) == 0) {
4244                                         bzero(sa, DEV_BSIZE);
4245                                 }
4246                         }
4247                 }
4248                 bp->b_xio.xio_pages[i]->valid |= mask;
4249         }
4250         bp->b_resid = 0;
4251 }
4252
4253 /*
4254  * Allocate a page for a buffer cache buffer.
4255  *
4256  * If NULL is returned the caller is expected to retry (typically check if
4257  * the page already exists on retry before trying to allocate one).
4258  *
4259  * NOTE! Low-memory handling is dealt with in b[q]relse(), not here.  This
4260  *       function will use the system reserve with the hope that the page
4261  *       allocations can be returned to PQ_CACHE/PQ_FREE when the caller
4262  *       is done with the buffer.
4263  *
4264  * NOTE! However, TMPFS is a special case because flushing a dirty buffer
4265  *       to TMPFS doesn't clean the page.  For TMPFS, only the pagedaemon
4266  *       is capable of retiring pages (to swap).  For TMPFS we don't dig
4267  *       into the system reserve because doing so could stall out pretty
4268  *       much every process running on the system.
4269  */
4270 static
4271 vm_page_t
4272 bio_page_alloc(struct buf *bp, vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit)
4273 {
4274         int vmflags = VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_NULL_OK;
4275         vm_page_t p;
4276
4277         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(obj));
4278
4279         /*
4280          * Try a normal allocation first.
4281          */
4282         p = vm_page_alloc(obj, pg, vmflags);
4283         if (p)
4284                 return(p);
4285         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4286                 return(NULL);
4287         vm_pageout_deficit += deficit;
4288
4289         /*
4290          * Try again, digging into the system reserve.
4291          *
4292          * Trying to recover pages from the buffer cache here can deadlock
4293          * against other threads trying to busy underlying pages so we
4294          * depend on the code in brelse() and bqrelse() to free/cache the
4295          * underlying buffer cache pages when memory is low.
4296          */
4297         if (curthread->td_flags & TDF_SYSTHREAD)
4298                 vmflags |= VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_INTERRUPT;
4299         else if (bp->b_vp && bp->b_vp->v_tag == VT_TMPFS)
4300                 vmflags |= 0;
4301         else
4302                 vmflags |= VM_ALLOC_SYSTEM;
4303
4304         /*recoverbufpages();*/
4305         p = vm_page_alloc(obj, pg, vmflags);
4306         if (p)
4307                 return(p);
4308         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4309                 return(NULL);
4310
4311         /*
4312          * Wait for memory to free up and try again
4313          */
4314         if (vm_page_count_severe())
4315                 ++lowmempgallocs;
4316         vm_wait(hz / 20 + 1);
4317
4318         p = vm_page_alloc(obj, pg, vmflags);
4319         if (p)
4320                 return(p);
4321         if (vm_page_lookup(obj, pg))
4322                 return(NULL);
4323
4324         /*
4325          * Ok, now we are really in trouble.
4326          */
4327         if (bootverbose) {
4328                 static struct krate biokrate = { .freq = 1 };
4329                 krateprintf(&biokrate,
4330                             "Warning: bio_page_alloc: memory exhausted "
4331                             "during buffer cache page allocation from %s\n",
4332                             curthread->td_comm);
4333         }
4334         if (curthread->td_flags & TDF_SYSTHREAD)
4335                 vm_wait(hz / 20 + 1);
4336         else
4337                 vm_wait(hz / 2 + 1);
4338         return (NULL);
4339 }
4340
4341 /*
4342  * The buffer's mapping has changed.  Adjust the buffer's memory
4343  * synchronization.  The caller is the exclusive holder of the buffer
4344  * and has set or cleared B_KVABIO according to preference.
4345  *
4346  * WARNING! If the caller is using B_KVABIO mode, this function will
4347  *          not map the data to the current cpu.  The caller must also
4348  *          call bkvasync(bp).
4349  */
4350 void
4351 bkvareset(struct buf *bp)
4352 {
4353         if (bp->b_flags & B_KVABIO) {
4354                 CPUMASK_ASSZERO(bp->b_cpumask);
4355         } else {
4356                 CPUMASK_ORMASK(bp->b_cpumask, smp_active_mask);
4357                 smp_invltlb();
4358                 cpu_invltlb();
4359         }
4360 }
4361
4362 /*
4363  * The buffer will be used by the caller on the caller's cpu, synchronize
4364  * its data to the current cpu.  Caller must control the buffer by holding
4365  * its lock, but calling cpu does not necessarily have to be the owner of
4366  * the lock (i.e. HAMMER2's concurrent I/O accessors).
4367  *
4368  * If B_KVABIO is not set, the buffer is already fully synchronized.
4369  */
4370 void
4371 bkvasync(struct buf *bp)
4372 {
4373         int cpuid = mycpu->gd_cpuid;
4374         char *bdata;
4375
4376         if ((bp->b_flags & B_KVABIO) &&
4377             CPUMASK_TESTBIT(bp->b_cpumask, cpuid) == 0) {
4378                 bdata = bp->b_data;
4379                 while (bdata < bp->b_data + bp->b_bufsize) {
4380                         cpu_invlpg(bdata);
4381                         bdata += PAGE_SIZE -
4382                                  ((intptr_t)bdata & PAGE_MASK);
4383                 }
4384                 ATOMIC_CPUMASK_ORBIT(bp->b_cpumask, cpuid);
4385         }
4386 }
4387
4388 /*
4389  * The buffer will be used by a subsystem that does not understand
4390  * the KVABIO API.  Make sure its data is synchronized to all cpus.
4391  *
4392  * If B_KVABIO is not set, the buffer is already fully synchronized.
4393  *
4394  * NOTE! This is the only safe way to clear B_KVABIO on a buffer.
4395  */
4396 void
4397 bkvasync_all(struct buf *bp)
4398 {
4399         if (debug_kvabio > 0) {
4400                 --debug_kvabio;
4401                 print_backtrace(10);
4402         }
4403
4404         if ((bp->b_flags & B_KVABIO) &&
4405             CPUMASK_CMPMASKNEQ(bp->b_cpumask, smp_active_mask)) {
4406                 smp_invltlb();
4407                 cpu_invltlb();
4408                 ATOMIC_CPUMASK_ORMASK(bp->b_cpumask, smp_active_mask);
4409         }
4410         bp->b_flags &= ~B_KVABIO;
4411 }
4412
4413 /*
4414  * Scan all buffers in the system and issue the callback.
4415  */
4416 int
4417 scan_all_buffers(int (*callback)(struct buf *, void *), void *info)
4418 {
4419         int count = 0;
4420         int error;
4421         long n;
4422
4423         for (n = 0; n < nbuf; ++n) {
4424                 if ((error = callback(&buf[n], info)) < 0) {
4425                         count = error;
4426                         break;
4427                 }
4428                 count += error;
4429         }
4430         return (count);
4431 }
4432
4433 /*
4434  * nestiobuf_iodone: biodone callback for nested buffers and propagate
4435  * completion to the master buffer.
4436  */
4437 static void
4438 nestiobuf_iodone(struct bio *bio)
4439 {
4440         struct bio *mbio;
4441         struct buf *mbp, *bp;
4442         struct devstat *stats;
4443         int error;
4444         int donebytes;
4445
4446         bp = bio->bio_buf;
4447         mbio = bio->bio_caller_info1.ptr;
4448         stats = bio->bio_caller_info2.ptr;
4449         mbp = mbio->bio_buf;
4450
4451         KKASSERT(bp->b_bcount <= bp->b_bufsize);
4452         KKASSERT(mbp != bp);
4453
4454         error = bp->b_error;
4455         if (bp->b_error == 0 &&
4456             (bp->b_bcount < bp->b_bufsize || bp->b_resid > 0)) {
4457                 /*
4458                  * Not all got transfered, raise an error. We have no way to
4459                  * propagate these conditions to mbp.
4460                  */
4461                 error = EIO;
4462         }
4463
4464         donebytes = bp->b_bufsize;
4465
4466         relpbuf(bp, NULL);
4467
4468         nestiobuf_done(mbio, donebytes, error, stats);
4469 }
4470
4471 void
4472 nestiobuf_done(struct bio *mbio, int donebytes, int error, struct devstat *stats)
4473 {
4474         struct buf *mbp;
4475
4476         mbp = mbio->bio_buf;    
4477
4478         KKASSERT((int)(intptr_t)mbio->bio_driver_info > 0);
4479
4480         /*
4481          * If an error occured, propagate it to the master buffer.
4482          *
4483          * Several biodone()s may wind up running concurrently so
4484          * use an atomic op to adjust b_flags.
4485          */
4486         if (error) {
4487                 mbp->b_error = error;
4488                 atomic_set_int(&mbp->b_flags, B_ERROR);
4489         }
4490
4491         /*
4492          * Decrement the operations in progress counter and terminate the
4493          * I/O if this was the last bit.
4494          */
4495         if (atomic_fetchadd_int((int *)&mbio->bio_driver_info, -1) == 1) {
4496                 mbp->b_resid = 0;
4497                 if (stats)
4498                         devstat_end_transaction_buf(stats, mbp);
4499                 biodone(mbio);
4500         }
4501 }
4502
4503 /*
4504  * Initialize a nestiobuf for use.  Set an initial count of 1 to prevent
4505  * the mbio from being biodone()'d while we are still adding sub-bios to
4506  * it.
4507  */
4508 void
4509 nestiobuf_init(struct bio *bio)
4510 {
4511         bio->bio_driver_info = (void *)1;
4512 }
4513
4514 /*
4515  * The BIOs added to the nestedio have already been started, remove the
4516  * count that placeheld our mbio and biodone() it if the count would
4517  * transition to 0.
4518  */
4519 void
4520 nestiobuf_start(struct bio *mbio)
4521 {
4522         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4523
4524         /*
4525          * Decrement the operations in progress counter and terminate the
4526          * I/O if this was the last bit.
4527          */
4528         if (atomic_fetchadd_int((int *)&mbio->bio_driver_info, -1) == 1) {
4529                 if (mbp->b_flags & B_ERROR)
4530                         mbp->b_resid = mbp->b_bcount;
4531                 else
4532                         mbp->b_resid = 0;
4533                 biodone(mbio);
4534         }
4535 }
4536
4537 /*
4538  * Set an intermediate error prior to calling nestiobuf_start()
4539  */
4540 void
4541 nestiobuf_error(struct bio *mbio, int error)
4542 {
4543         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4544
4545         if (error) {
4546                 mbp->b_error = error;
4547                 atomic_set_int(&mbp->b_flags, B_ERROR);
4548         }
4549 }
4550
4551 /*
4552  * nestiobuf_add: setup a "nested" buffer.
4553  *
4554  * => 'mbp' is a "master" buffer which is being divided into sub pieces.
4555  * => 'bp' should be a buffer allocated by getiobuf.
4556  * => 'offset' is a byte offset in the master buffer.
4557  * => 'size' is a size in bytes of this nested buffer.
4558  */
4559 void
4560 nestiobuf_add(struct bio *mbio, struct buf *bp, int offset, size_t size, struct devstat *stats)
4561 {
4562         struct buf *mbp = mbio->bio_buf;
4563         struct vnode *vp = mbp->b_vp;
4564
4565         KKASSERT(mbp->b_bcount >= offset + size);
4566
4567         atomic_add_int((int *)&mbio->bio_driver_info, 1);
4568
4569         /* kernel needs to own the lock for it to be released in biodone */
4570         BUF_KERNPROC(bp);
4571         bp->b_vp = vp;
4572         bp->b_cmd = mbp->b_cmd;
4573         bp->b_bio1.bio_done = nestiobuf_iodone;
4574         bp->b_data = (char *)mbp->b_data + offset;
4575         bp->b_resid = bp->b_bcount = size;
4576         bp->b_bufsize = bp->b_bcount;
4577
4578         bp->b_bio1.bio_track = NULL;
4579         bp->b_bio1.bio_caller_info1.ptr = mbio;
4580         bp->b_bio1.bio_caller_info2.ptr = stats;
4581 }
4582
4583 #ifdef DDB
4584
4585 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4586 {
4587         /* get args */
4588         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4589
4590         if (!have_addr) {
4591                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4592                 return;
4593         }
4594
4595         db_printf("b_flags = 0x%pb%i\n", PRINT_BUF_FLAGS, bp->b_flags);
4596         db_printf("b_cmd = %d\n", bp->b_cmd);
4597         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %d, b_bcount = %d, "
4598                   "b_resid = %d\n, b_data = %p, "
4599                   "bio_offset(disk) = %lld, bio_offset(phys) = %lld\n",
4600                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4601                   bp->b_data,
4602                   (long long)bp->b_bio2.bio_offset,
4603                   (long long)(bp->b_bio2.bio_next ?
4604                                 bp->b_bio2.bio_next->bio_offset : (off_t)-1));
4605         if (bp->b_xio.xio_npages) {
4606                 int i;
4607                 db_printf("b_xio.xio_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ",
4608                         bp->b_xio.xio_npages);
4609                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
4610                         vm_page_t m;
4611                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
4612                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4613                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4614                         if ((i + 1) < bp->b_xio.xio_npages)
4615                                 db_printf(",");
4616                 }
4617                 db_printf("\n");
4618         }
4619 }
4620 #endif /* DDB */