Change forgotten getinoquota to ext2_getinoquota to fix building
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
3  * All rights reserved.
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
9  *    notice immediately at the beginning of the file, without modification,
10  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
11  * 2. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
12  *              John S. Dyson.
13  *
14  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.242.2.20 2003/05/28 18:38:10 alc Exp $
15  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_bio.c,v 1.61 2006/04/01 22:20:18 dillon Exp $
16  */
17
18 /*
19  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
20  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
21  * sure that the performance degradation associated with schemes such
22  * as this is not realized.
23  *
24  * Author:  John S. Dyson
25  * Significant help during the development and debugging phases
26  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
27  *
28  * see man buf(9) for more info.
29  */
30
31 #include <sys/param.h>
32 #include <sys/systm.h>
33 #include <sys/buf.h>
34 #include <sys/conf.h>
35 #include <sys/eventhandler.h>
36 #include <sys/lock.h>
37 #include <sys/malloc.h>
38 #include <sys/mount.h>
39 #include <sys/kernel.h>
40 #include <sys/kthread.h>
41 #include <sys/proc.h>
42 #include <sys/reboot.h>
43 #include <sys/resourcevar.h>
44 #include <sys/sysctl.h>
45 #include <sys/vmmeter.h>
46 #include <sys/vnode.h>
47 #include <sys/proc.h>
48 #include <vm/vm.h>
49 #include <vm/vm_param.h>
50 #include <vm/vm_kern.h>
51 #include <vm/vm_pageout.h>
52 #include <vm/vm_page.h>
53 #include <vm/vm_object.h>
54 #include <vm/vm_extern.h>
55 #include <vm/vm_map.h>
56
57 #include <sys/buf2.h>
58 #include <sys/thread2.h>
59 #include <vm/vm_page2.h>
60
61 /*
62  * Buffer queues.
63  */
64 #define BUFFER_QUEUES   6
65 enum bufq_type {
66         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
67         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
68         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
69         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
70         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
71         BQUEUE_EMPTY            /* empty buffer headers */
72 };
73 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
74
75 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
76
77 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
78
79 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
80
81 static void vm_hold_free_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from,
82                 vm_offset_t to);
83 static void vm_hold_load_pages(struct buf * bp, vm_offset_t from,
84                 vm_offset_t to);
85 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
86                                int pageno, vm_page_t m);
87 static void vfs_clean_pages(struct buf * bp);
88 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
89 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
90 static int flushbufqueues(void);
91
92 static int bd_request;
93
94 static void buf_daemon (void);
95 /*
96  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
97  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
98  * really that bad.  it would be better to split the buffer
99  * for input in the case of buffers partially already in memory,
100  * but the code is intricate enough already.
101  */
102 vm_page_t bogus_page;
103 int runningbufspace;
104
105 static int bufspace, maxbufspace,
106         bufmallocspace, maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
107 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
108 static int needsbuffer;
109 static int lorunningspace, hirunningspace, runningbufreq;
110 static int numdirtybuffers, lodirtybuffers, hidirtybuffers;
111 static int numfreebuffers, lofreebuffers, hifreebuffers;
112 static int getnewbufcalls;
113 static int getnewbufrestarts;
114
115 /*
116  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
117  */
118 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
119         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
120 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
121         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
122 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
123         "Low watermark for special reserve in low-memory situations");
124 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
125         "High watermark for special reserve in low-memory situations");
126 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
127         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
128 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
129         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
130 /*
131  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
132  */
133 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
134         "Pending number of dirty buffers");
135 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
136         "Number of free buffers on the buffer cache free list");
137 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
138         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
139 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
140         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
141 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
142         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
143 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
144         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
145 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
146         "Amount of memory available for buffers");
147 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
148         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
149 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
150         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
151 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
152         "New buffer header acquisition requests");
153 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD, &getnewbufrestarts,
154         0, "New buffer header acquisition restarts");
155 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RD, &bufdefragcnt, 0,
156         "Buffer acquisition restarts due to fragmented buffer map");
157 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RD, &buffreekvacnt, 0,
158         "Amount of time KVA space was deallocated in an arbitrary buffer");
159 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RD, &bufreusecnt, 0,
160         "Amount of time buffer re-use operations were successful");
161 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
162         "sizeof(struct buf)");
163
164 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
165
166 extern int vm_swap_size;
167
168 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
169 #define VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH 0x02    /* waiting for dirty buffer flush */
170 #define VFS_BIO_NEED_FREE       0x04    /* wait for free bufs, hi hysteresis */
171 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
172
173 /*
174  * numdirtywakeup:
175  *
176  *      If someone is blocked due to there being too many dirty buffers,
177  *      and numdirtybuffers is now reasonable, wake them up.
178  */
179
180 static __inline void
181 numdirtywakeup(int level)
182 {
183         if (numdirtybuffers <= level) {
184                 if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH) {
185                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
186                         wakeup(&needsbuffer);
187                 }
188         }
189 }
190
191 /*
192  * bufspacewakeup:
193  *
194  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
195  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
196  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
197  *      bp's get placed back in the queues.
198  */
199
200 static __inline void
201 bufspacewakeup(void)
202 {
203         /*
204          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
205          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
206          * process will be able to now.
207          */
208         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
209                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
210                 wakeup(&needsbuffer);
211         }
212 }
213
214 /*
215  * runningbufwakeup:
216  *
217  *      Accounting for I/O in progress.
218  *
219  */
220 static __inline void
221 runningbufwakeup(struct buf *bp)
222 {
223         if (bp->b_runningbufspace) {
224                 runningbufspace -= bp->b_runningbufspace;
225                 bp->b_runningbufspace = 0;
226                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
227                         runningbufreq = 0;
228                         wakeup(&runningbufreq);
229                 }
230         }
231 }
232
233 /*
234  * bufcountwakeup:
235  *
236  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
237  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
238  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
239  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
240  */
241
242 static __inline void
243 bufcountwakeup(void) 
244 {
245         ++numfreebuffers;
246         if (needsbuffer) {
247                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
248                 if (numfreebuffers >= hifreebuffers)
249                         needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_FREE;
250                 wakeup(&needsbuffer);
251         }
252 }
253
254 /*
255  * waitrunningbufspace()
256  *
257  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
258  *      running.  This routine is used in async-write situations to
259  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
260  *      Only asynchronous writes are governed by this function.  
261  *
262  *      Reads will adjust runningbufspace, but will not block based on it.
263  *      The read load has a side effect of reducing the allowed write load.
264  *
265  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits
266  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
267  *      caller's write has reached the device.
268  */
269 static __inline void
270 waitrunningbufspace(void)
271 {
272         if (runningbufspace > hirunningspace) {
273                 crit_enter();
274                 while (runningbufspace > hirunningspace) {
275                         ++runningbufreq;
276                         tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrain", 0);
277                 }
278                 crit_exit();
279         }
280 }
281
282 /*
283  * vfs_buf_test_cache:
284  *
285  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
286  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
287  *      valid data.
288  */
289 static __inline__
290 void
291 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
292                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
293                   vm_page_t m)
294 {
295         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
296                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
297                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
298                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
299         }
300 }
301
302 /*
303  * bd_wakeup:
304  *
305  *      Wake up the buffer daemon if the number of outstanding dirty buffers
306  *      is above specified threshold 'dirtybuflevel'.
307  *
308  *      The buffer daemon is explicitly woken up when (a) the pending number
309  *      of dirty buffers exceeds the recovery and stall mid-point value,
310  *      (b) during bwillwrite() or (c) buf freelist was exhausted.
311  */
312 static __inline__
313 void
314 bd_wakeup(int dirtybuflevel)
315 {
316         if (bd_request == 0 && numdirtybuffers >= dirtybuflevel) {
317                 bd_request = 1;
318                 wakeup(&bd_request);
319         }
320 }
321
322 /*
323  * bd_speedup:
324  *
325  *      Speed up the buffer cache flushing process.
326  */
327
328 static __inline__
329 void
330 bd_speedup(void)
331 {
332         bd_wakeup(1);
333 }
334
335 /*
336  * bufinit:
337  *
338  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
339  *      dependant initialization code. 
340  */
341 void
342 bufinit(void)
343 {
344         struct buf *bp;
345         vm_offset_t bogus_offset;
346         int i;
347
348         /* next, make a null set of free lists */
349         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
350                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
351
352         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
353         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
354                 bp = &buf[i];
355                 bzero(bp, sizeof *bp);
356                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
357                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
358                 initbufbio(bp);
359                 xio_init(&bp->b_xio);
360                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
361                 BUF_LOCKINIT(bp);
362                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
363         }
364
365         /*
366          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
367          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
368          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
369          * used by most other processes.  The differential is required to 
370          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
371          * be blocked waiting for buffer space.
372          *
373          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
374          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
375          * by the system.
376          */
377         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
378         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
379         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
380
381         lorunningspace = 512 * 1024;
382         hirunningspace = 1024 * 1024;
383
384 /*
385  * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
386  * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
387  * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
388  * The malloc scheme improves memory utilization significantly on average
389  * (small) directories.
390  */
391         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
392
393 /*
394  * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
395  * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
396  */
397         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
398         numdirtybuffers = 0;
399 /*
400  * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers cannot
401  * eat up all available buffer space.  This occurs when our minimum cannot
402  * be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our buffer space assuming
403  * BKVASIZE'd (8K) buffers.
404  */
405         while (hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
406                 hidirtybuffers >>= 1;
407         }
408         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
409
410 /*
411  * Try to keep the number of free buffers in the specified range,
412  * and give special processes (e.g. like buf_daemon) access to an 
413  * emergency reserve.
414  */
415         lofreebuffers = nbuf / 18 + 5;
416         hifreebuffers = 2 * lofreebuffers;
417         numfreebuffers = nbuf;
418
419 /*
420  * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
421  * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
422  * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
423  * from buf_daemon.
424  */
425
426         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(kernel_map, PAGE_SIZE);
427         bogus_page = vm_page_alloc(kernel_object,
428                         ((bogus_offset - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
429                         VM_ALLOC_NORMAL);
430         vmstats.v_wire_count++;
431
432 }
433
434 /*
435  * Initialize the embedded bio structures
436  */
437 void
438 initbufbio(struct buf *bp)
439 {
440         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
441         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
442         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
443         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
444         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
445
446         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
447         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
448         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
449         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
450         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
451 }
452
453 /*
454  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
455  * translation cache layers.
456  */
457 void
458 reinitbufbio(struct buf *bp)
459 {
460         struct bio *bio;
461
462         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
463                 bio->bio_done = NULL;
464                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
465         }
466 }
467
468 /*
469  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
470  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
471  */
472 struct bio *
473 push_bio(struct bio *bio)
474 {
475         struct bio *nbio;
476
477         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
478                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
479                 if (index >= NBUF_BIO) {
480                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
481                                 bio->bio_buf);
482                 }
483                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
484                 bio->bio_next = nbio;
485                 nbio->bio_prev = bio;
486                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
487                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
488                 nbio->bio_done = NULL;
489                 nbio->bio_next = NULL;
490         }
491         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
492         return(nbio);
493 }
494
495 void
496 pop_bio(struct bio *bio)
497 {
498         /* NOP */
499 }
500
501 void
502 clearbiocache(struct bio *bio)
503 {
504         while (bio) {
505                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
506                 bio = bio->bio_next;
507         }
508 }
509
510 /*
511  * bfreekva:
512  *
513  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
514  *
515  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
516  *      buffer_map.
517  *
518  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
519  */
520 static void
521 bfreekva(struct buf * bp)
522 {
523         int count;
524
525         if (bp->b_kvasize) {
526                 ++buffreekvacnt;
527                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
528                 vm_map_lock(buffer_map);
529                 bufspace -= bp->b_kvasize;
530                 vm_map_delete(buffer_map,
531                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
532                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
533                     &count
534                 );
535                 vm_map_unlock(buffer_map);
536                 vm_map_entry_release(count);
537                 bp->b_kvasize = 0;
538                 bufspacewakeup();
539         }
540 }
541
542 /*
543  * bremfree:
544  *
545  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
546  */
547 void
548 bremfree(struct buf * bp)
549 {
550         int old_qindex;
551
552         crit_enter();
553         old_qindex = bp->b_qindex;
554
555         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
556                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
557                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
558                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
559                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
560         } else {
561                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
562                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
563         }
564
565         /*
566          * Fixup numfreebuffers count.  If the buffer is invalid or not
567          * delayed-write, and it was on the EMPTY, LRU, or AGE queues,
568          * the buffer was free and we must decrement numfreebuffers.
569          */
570         if ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
571                 switch(old_qindex) {
572                 case BQUEUE_DIRTY:
573                 case BQUEUE_CLEAN:
574                 case BQUEUE_EMPTY:
575                 case BQUEUE_EMPTYKVA:
576                         --numfreebuffers;
577                         break;
578                 default:
579                         break;
580                 }
581         }
582         crit_exit();
583 }
584
585
586 /*
587  * bread:
588  *
589  *      Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
590  *      must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
591  *      is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
592  *      getblk() ).
593  */
594 int
595 bread(struct vnode * vp, off_t loffset, int size, struct buf ** bpp)
596 {
597         struct buf *bp;
598
599         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
600         *bpp = bp;
601
602         /* if not found in cache, do some I/O */
603         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
604                 KASSERT(!(bp->b_flags & B_ASYNC), ("bread: illegal async bp %p", bp));
605                 bp->b_flags |= B_READ;
606                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
607                 vfs_busy_pages(bp, 0);
608                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
609                 return (biowait(bp));
610         }
611         return (0);
612 }
613
614 /*
615  * breadn:
616  *
617  *      Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
618  *      read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
619  *      to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid 
620  *      and we do not have to do anything.
621  */
622 int
623 breadn(struct vnode * vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
624         int *rabsize, int cnt, struct buf ** bpp)
625 {
626         struct buf *bp, *rabp;
627         int i;
628         int rv = 0, readwait = 0;
629
630         *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
631
632         /* if not found in cache, do some I/O */
633         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
634                 bp->b_flags |= B_READ;
635                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
636                 vfs_busy_pages(bp, 0);
637                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
638                 ++readwait;
639         }
640
641         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
642                 if (inmem(vp, *raoffset))
643                         continue;
644                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
645
646                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
647                         rabp->b_flags |= B_READ | B_ASYNC;
648                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
649                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
650                         BUF_KERNPROC(rabp);
651                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
652                 } else {
653                         brelse(rabp);
654                 }
655         }
656
657         if (readwait) {
658                 rv = biowait(bp);
659         }
660         return (rv);
661 }
662
663 /*
664  * bwrite:
665  *
666  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
667  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
668  *      is invalid.
669  *
670  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
671  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
672  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
673  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
674  *      here.
675  */
676 int
677 bwrite(struct buf * bp)
678 {
679         int oldflags;
680
681         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
682                 brelse(bp);
683                 return (0);
684         }
685
686         oldflags = bp->b_flags;
687
688         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
689                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
690         crit_enter();
691         /*
692          * If a background write is already in progress, delay
693          * writing this block if it is asynchronous. Otherwise
694          * wait for the background write to complete.
695          */
696         if (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG) {
697                 if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
698                         crit_exit();
699                         bdwrite(bp);
700                         return (0);
701                 }
702                 bp->b_xflags |= BX_BKGRDWAIT;
703                 tsleep(&bp->b_xflags, 0, "biord", 0);
704                 if (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG)
705                         panic("bwrite: still writing");
706         }
707
708         /* Mark the buffer clean */
709         bundirty(bp);
710
711         bp->b_flags &= ~(B_READ | B_DONE | B_ERROR);
712         bp->b_flags |= B_CACHE;
713
714         vfs_busy_pages(bp, 1);
715
716         /*
717          * Normal bwrites pipeline writes
718          */
719         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
720         runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
721
722         crit_exit();
723         if (oldflags & B_ASYNC)
724                 BUF_KERNPROC(bp);
725         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
726
727         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
728                 int rtval = biowait(bp);
729                 brelse(bp);
730                 return (rtval);
731         } else if ((oldflags & B_NOWDRAIN) == 0) {
732                 /*
733                  * don't allow the async write to saturate the I/O
734                  * system.  Deadlocks can occur only if a device strategy
735                  * routine (like in VN) turns around and issues another
736                  * high-level write, in which case B_NOWDRAIN is expected
737                  * to be set.   Otherwise we will not deadlock here because
738                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
739                  * to complete.
740                  */
741                 waitrunningbufspace();
742         }
743
744         return (0);
745 }
746
747 /*
748  * bdwrite:
749  *
750  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
751  *      anything if the buffer is marked invalid.
752  *
753  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
754  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
755  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
756  *      out synchronously.
757  */
758 void
759 bdwrite(struct buf *bp)
760 {
761         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
762                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
763
764         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
765                 brelse(bp);
766                 return;
767         }
768         bdirty(bp);
769
770         /*
771          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
772          * true even of NFS now.
773          */
774         bp->b_flags |= B_CACHE;
775
776         /*
777          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
778          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
779          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
780          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
781          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
782          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
783          * the bmap then...  So, this is important to do.
784          */
785         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
786                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, NULL, &bp->b_bio2.bio_offset,
787                          NULL, NULL);
788         }
789
790         /*
791          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
792          */
793         vfs_setdirty(bp);
794
795         /*
796          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
797          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
798          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
799          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
800          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
801          */
802         vfs_clean_pages(bp);
803         bqrelse(bp);
804
805         /*
806          * Wakeup the buffer flushing daemon if we have a lot of dirty
807          * buffers (midpoint between our recovery point and our stall
808          * point).
809          */
810         bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
811
812         /*
813          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
814          * due to the softdep code.
815          */
816 }
817
818 /*
819  * bdirty:
820  *
821  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear B_READ and
822  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
823  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
824  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
825  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
826  *
827  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
828  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
829  *      should only be called if the buffer is known-good.
830  *
831  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
832  *      count.
833  *
834  *      Must be called from a critical section.
835  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
836  */
837 void
838 bdirty(struct buf *bp)
839 {
840         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
841         bp->b_flags &= ~(B_READ|B_RELBUF);
842
843         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
844                 bp->b_flags |= B_DONE | B_DELWRI;
845                 reassignbuf(bp);
846                 ++numdirtybuffers;
847                 bd_wakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
848         }
849 }
850
851 /*
852  * bundirty:
853  *
854  *      Clear B_DELWRI for buffer.
855  *
856  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
857  *      count.
858  *      
859  *      Must be called from a critical section.
860  *
861  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
862  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
863  *      a different queue.
864  */
865
866 void
867 bundirty(struct buf *bp)
868 {
869         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
870                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
871                 reassignbuf(bp);
872                 --numdirtybuffers;
873                 numdirtywakeup(lodirtybuffers);
874         }
875         /*
876          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
877          */
878         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
879 }
880
881 /*
882  * bawrite:
883  *
884  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
885  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
886  *
887  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
888  *      B_INVAL buffers.  Not us.
889  */
890 void
891 bawrite(struct buf * bp)
892 {
893         bp->b_flags |= B_ASYNC;
894         (void) VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
895 }
896
897 /*
898  * bowrite:
899  *
900  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the 
901  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is 
902  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
903  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
904  */
905 int
906 bowrite(struct buf * bp)
907 {
908         bp->b_flags |= B_ORDERED | B_ASYNC;
909         return (VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp));
910 }
911
912 /*
913  * bwillwrite:
914  *
915  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
916  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
917  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
918  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
919  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
920  */
921
922 void
923 bwillwrite(void)
924 {
925         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
926                 crit_enter();
927                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
928                         bd_wakeup(1);
929                         needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_DIRTYFLUSH;
930                         tsleep(&needsbuffer, 0, "flswai", 0);
931                 }
932                 crit_exit();
933         }
934 }
935
936 /*
937  * buf_dirty_count_severe:
938  *
939  *      Return true if we have too many dirty buffers.
940  */
941 int
942 buf_dirty_count_severe(void)
943 {
944         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
945 }
946
947 /*
948  * brelse:
949  *
950  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
951  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
952  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
953  */
954 void
955 brelse(struct buf * bp)
956 {
957 #ifdef INVARIANTS
958         int saved_flags = bp->b_flags;
959 #endif
960
961         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
962
963         crit_enter();
964
965         if (bp->b_flags & B_LOCKED)
966                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
967
968         if ((bp->b_flags & (B_READ | B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
969                 /*
970                  * Failed write, redirty.  Must clear B_ERROR to prevent
971                  * pages from being scrapped.  If B_INVAL is set then
972                  * this case is not run and the next case is run to 
973                  * destroy the buffer.  B_INVAL can occur if the buffer
974                  * is outside the range supported by the underlying device.
975                  */
976                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
977                 bdirty(bp);
978         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_FREEBUF)) ||
979             (bp->b_bufsize <= 0)) {
980                 /*
981                  * Either a failed I/O or we were asked to free or not
982                  * cache the buffer.
983                  */
984                 bp->b_flags |= B_INVAL;
985                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_deallocate)
986                         (*bioops.io_deallocate)(bp);
987                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
988                         --numdirtybuffers;
989                         numdirtywakeup(lodirtybuffers);
990                 }
991                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE | B_FREEBUF);
992         }
993
994         /*
995          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_release() 
996          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
997          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
998          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
999          * 
1000          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1001          * if B_DELWRI is set.
1002          *
1003          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1004          * on pages to return pages to the VM page queues.
1005          */
1006         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
1007                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1008         else if (vm_page_count_severe() && !(bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG))
1009                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
1010
1011         /*
1012          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1013          * or B_RELBUF flags.
1014          */
1015
1016         /*
1017          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
1018          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
1019          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
1020          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
1021          *
1022          * If B_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
1023          * invalidated.  B_ERROR cannot be set for a failed write unless the
1024          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
1025          *
1026          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
1027          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
1028          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
1029          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
1030          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
1031          * background write.
1032          */
1033         if ((bp->b_flags & B_VMIO)
1034             && !(bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1035                  !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) &&
1036                  (bp->b_flags & B_DELWRI))
1037             ) {
1038                 /*
1039                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1040                  */
1041                 int i, j, resid;
1042                 vm_page_t m;
1043                 off_t foff;
1044                 vm_pindex_t poff;
1045                 vm_object_t obj;
1046                 struct vnode *vp;
1047
1048                 vp = bp->b_vp;
1049
1050                 /*
1051                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1052                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1053                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1054                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1055                  *
1056                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1057                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1058                  * m->dirty, etc...). 
1059                  *
1060                  * See man buf(9) for more information
1061                  */
1062
1063                 resid = bp->b_bufsize;
1064                 foff = bp->b_loffset;
1065
1066                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1067                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1068                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1069                         /*
1070                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1071                          * now.  Note that we left these pages wired
1072                          * when we removed them so they had better exist,
1073                          * and they cannot be ripped out from under us so
1074                          * no critical section protection is necessary.
1075                          */
1076                         if (m == bogus_page) {
1077                                 obj = vp->v_object;
1078                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1079
1080                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1081                                         vm_page_t mtmp;
1082
1083                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1084                                         if (mtmp == bogus_page) {
1085                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1086                                                 if (!mtmp) {
1087                                                         panic("brelse: page missing");
1088                                                 }
1089                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1090                                         }
1091                                 }
1092
1093                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1094                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1095                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1096                                 }
1097                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1098                         }
1099
1100                         /*
1101                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1102                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1103                          * we impose a requirement that the block size be
1104                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1105                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1106                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1107                          * especially when tracking piecemeal writes and
1108                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1109                          * in only partial page validation and invalidation
1110                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1111                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1112                          * here we would end up with weird m->valid values
1113                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1114                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1115                          * instead of just some of them.
1116                          *
1117                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1118                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1119                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1120                          * granular mess that exists to support odd block 
1121                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1122                          * A complete rewrite is required.
1123                          */
1124                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1125                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1126                                 int presid;
1127
1128                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1129                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1130                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1131                                         ; /* entire page */
1132                                 } else if (presid > resid) {
1133                                         presid = resid;
1134                                 }
1135                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1136                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1137                         }
1138                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1139                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1140                 }
1141                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1142                         vfs_vmio_release(bp);
1143         } else if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1144                 /*
1145                  * Rundown for VMIO buffers which are dirty NFS buffers.  Such
1146                  * buffers contain tracking ranges for NFS and cannot normally
1147                  * be released.  Due to the dirty check above this series of
1148                  * conditionals, B_RELBUF probably will never be set in this
1149                  * codepath.
1150                  */
1151                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1152                         vfs_vmio_release(bp);
1153         } else {
1154                 /*
1155                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1156                  */
1157                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1158 #if 0
1159                         if (bp->b_vp)
1160                                 printf("brelse bp %p %08x/%08x: Warning, caught and fixed brelvp bug\n", bp, saved_flags, bp->b_flags);
1161 #endif
1162                         if (bp->b_bufsize)
1163                                 allocbuf(bp, 0);
1164                         if (bp->b_vp)
1165                                 brelvp(bp);
1166                 }
1167         }
1168                         
1169         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1170                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1171         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1172                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1173                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1174                 panic("brelse: multiple refs");
1175                 /* do not release to free list */
1176                 BUF_UNLOCK(bp);
1177                 crit_exit();
1178                 return;
1179         }
1180
1181         /*
1182          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1183          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1184          * disassociated from their vnode.
1185          */
1186
1187         if (bp->b_bufsize == 0) {
1188                 /*
1189                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1190                  * of brelse() such buffers should probably already be
1191                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1192                  */
1193                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1194                 bp->b_xflags &= ~BX_BKGRDWRITE;
1195                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1196                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1197                 if (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG)
1198                         panic("losing buffer 1");
1199                 if (bp->b_kvasize) {
1200                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1201                 } else {
1202                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1203                 }
1204                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1205         } else if (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1206                 /*
1207                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1208                  * already be disassociated from their vnode.
1209                  */
1210                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1211                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1212                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1213                 bp->b_xflags &= ~BX_BKGRDWRITE;
1214                 if (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG)
1215                         panic("losing buffer 2");
1216                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1217                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1218         } else if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1219                 /*
1220                  * Buffers that are locked.
1221                  */
1222                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1223                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1224         } else {
1225                 /*
1226                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1227                  * their vnode.
1228                  */
1229                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_AGE)) {
1230                 case B_DELWRI | B_AGE:
1231                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1232                     TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1233                     break;
1234                 case B_DELWRI:
1235                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1236                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1237                     break;
1238                 case B_AGE:
1239                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1240                     TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1241                     break;
1242                 default:
1243                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1244                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1245                     break;
1246                 }
1247         }
1248
1249         /*
1250          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1251          * on the correct queue.
1252          */
1253         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1254                 bundirty(bp);
1255
1256         /*
1257          * Fixup numfreebuffers count.  The bp is on an appropriate queue
1258          * unless locked.  We then bump numfreebuffers if it is not B_DELWRI.
1259          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1260          * if B_INVAL is set ).
1261          */
1262         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1263                 bufcountwakeup();
1264
1265         /*
1266          * Something we can maybe free or reuse
1267          */
1268         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1269                 bufspacewakeup();
1270
1271         /* unlock */
1272         BUF_UNLOCK(bp);
1273         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF |
1274                         B_DIRECT | B_NOWDRAIN);
1275         crit_exit();
1276 }
1277
1278 /*
1279  * bqrelse:
1280  *
1281  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1282  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1283  *
1284  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1285  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1286  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1287  *      again soon.
1288  *
1289  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1290  */
1291 void
1292 bqrelse(struct buf * bp)
1293 {
1294         crit_enter();
1295
1296         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1297
1298         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1299                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1300         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1301                 /* do not release to free list */
1302                 panic("bqrelse: multiple refs");
1303                 BUF_UNLOCK(bp);
1304                 crit_exit();
1305                 return;
1306         }
1307         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1308                 bp->b_flags &= ~B_ERROR;
1309                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1310                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1311                 /* buffers with stale but valid contents */
1312         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1313                 bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1314                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1315         } else if (vm_page_count_severe()) {
1316                 /*
1317                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1318                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1319                  * backing store) *now*.
1320                  */
1321                 crit_exit();
1322                 brelse(bp);
1323                 return;
1324         } else {
1325                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1326                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1327         }
1328
1329         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1330             ((bp->b_flags & B_INVAL) || !(bp->b_flags & B_DELWRI))) {
1331                 bufcountwakeup();
1332         }
1333
1334         /*
1335          * Something we can maybe free or reuse.
1336          */
1337         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1338                 bufspacewakeup();
1339
1340         /*
1341          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1342          * buffer is actively locked.
1343          */
1344         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
1345         BUF_UNLOCK(bp);
1346         crit_exit();
1347 }
1348
1349 /*
1350  * vfs_vmio_release:
1351  *
1352  *      Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system
1353  *      if possible.  The pages are freed if they are no longer valid or
1354  *      attempt to free if it was used for direct I/O otherwise they are
1355  *      sent to the page cache.
1356  *
1357  *      Pages that were marked busy are left alone and skipped.
1358  *
1359  *      The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1360  *      this function.
1361  */
1362 static void
1363 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1364 {
1365         int i;
1366         vm_page_t m;
1367
1368         crit_enter();
1369         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1370                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1371                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1372                 /*
1373                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1374                  * everything on the inactive queue.
1375                  */
1376                 vm_page_unwire(m, 0);
1377                 /*
1378                  * We don't mess with busy pages, it is
1379                  * the responsibility of the process that
1380                  * busied the pages to deal with them.
1381                  */
1382                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1383                         continue;
1384                         
1385                 if (m->wire_count == 0) {
1386                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1387                         /*
1388                          * Might as well free the page if we can and it has
1389                          * no valid data.  We also free the page if the
1390                          * buffer was used for direct I/O.
1391                          */
1392                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1393                                         m->hold_count == 0) {
1394                                 vm_page_busy(m);
1395                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1396                                 vm_page_free(m);
1397                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1398                                 vm_page_try_to_free(m);
1399                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1400                                 vm_page_try_to_cache(m);
1401                         }
1402                 }
1403         }
1404         crit_exit();
1405         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_xio.xio_npages);
1406         if (bp->b_bufsize) {
1407                 bufspacewakeup();
1408                 bp->b_bufsize = 0;
1409         }
1410         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1411         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1412         if (bp->b_vp)
1413                 brelvp(bp);
1414 }
1415
1416 /*
1417  * vfs_bio_awrite:
1418  *
1419  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1420  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1421  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1422  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1423  *
1424  *      The buffer is locked on call.
1425  */
1426 int
1427 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1428 {
1429         int i;
1430         int j;
1431         off_t loffset = bp->b_loffset;
1432         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1433         int nbytes;
1434         struct buf *bpa;
1435         int nwritten;
1436         int size;
1437
1438         crit_enter();
1439         /*
1440          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1441          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1442          * rather then at the beginning.
1443          *
1444          * NOTE: b_bio1 contains the logical loffset and is aliased
1445          * to b_loffset.  b_bio2 contains the translated block number.
1446          */
1447         if ((vp->v_type == VREG) && 
1448             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1449             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1450
1451                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1452
1453                 for (i = size; i < MAXPHYS; i += size) {
1454                         if ((bpa = findblk(vp, loffset + i)) &&
1455                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1456                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1457                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1458                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1459                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1460                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1461                                      bp->b_bio2.bio_offset + i))
1462                                         break;
1463                         } else {
1464                                 break;
1465                         }
1466                 }
1467                 for (j = size; i + j <= MAXPHYS && j <= loffset; j += size) {
1468                         if ((bpa = findblk(vp, loffset - j)) &&
1469                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1470                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1471                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1472                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1473                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1474                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1475                                      bp->b_bio2.bio_offset - j))
1476                                         break;
1477                         } else {
1478                                 break;
1479                         }
1480                 }
1481                 j -= size;
1482                 nbytes = (i + j);
1483                 /*
1484                  * this is a possible cluster write
1485                  */
1486                 if (nbytes != size) {
1487                         BUF_UNLOCK(bp);
1488                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size,
1489                                                   loffset - j, nbytes);
1490                         crit_exit();
1491                         return nwritten;
1492                 }
1493         }
1494
1495         bremfree(bp);
1496         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1497
1498         crit_exit();
1499         /*
1500          * default (old) behavior, writing out only one block
1501          *
1502          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1503          */
1504         nwritten = bp->b_bufsize;
1505         (void) VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
1506
1507         return nwritten;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * getnewbuf:
1512  *
1513  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1514  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1515  *
1516  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1517  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1518  *
1519  *      We block if:
1520  *              We have insufficient buffer headers
1521  *              We have insufficient buffer space
1522  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1523  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1524  *
1525  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1526  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1527  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1528  */
1529
1530 static struct buf *
1531 getnewbuf(int slpflag, int slptimeo, int size, int maxsize)
1532 {
1533         struct buf *bp;
1534         struct buf *nbp;
1535         int defrag = 0;
1536         int nqindex;
1537         static int flushingbufs;
1538
1539         /*
1540          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1541          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1542          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1543          * async I/O rather then sync I/O.
1544          */
1545         
1546         ++getnewbufcalls;
1547         --getnewbufrestarts;
1548 restart:
1549         ++getnewbufrestarts;
1550
1551         /*
1552          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1553          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1554          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1555          * dip into our reserves.
1556          *
1557          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1558          *
1559          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1560          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1561          * where we cannot backup.
1562          */
1563         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1564         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
1565
1566         if (nbp == NULL) {
1567                 /*
1568                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1569                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1570                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1571                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1572                  */
1573                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1574                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1575                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1576                 }
1577
1578                 /*
1579                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1580                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1581                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1582                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1583                  */
1584                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1585                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1586                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1587                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1588                 }
1589         }
1590
1591         /*
1592          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1593          * depending.
1594          */
1595
1596         while ((bp = nbp) != NULL) {
1597                 int qindex = nqindex;
1598
1599                 /*
1600                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1601                  * or do other fancy things ).
1602                  */
1603                 if ((nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) == NULL) {
1604                         switch(qindex) {
1605                         case BQUEUE_EMPTY:
1606                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1607                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
1608                                         break;
1609                                 /* fall through */
1610                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
1611                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1612                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
1613                                         break;
1614                                 /* fall through */
1615                         case BQUEUE_CLEAN:
1616                                 /*
1617                                  * nbp is NULL. 
1618                                  */
1619                                 break;
1620                         }
1621                 }
1622
1623                 /*
1624                  * Sanity Checks
1625                  */
1626                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistant queue %d bp %p", qindex, bp));
1627
1628                 /*
1629                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1630                  * buffers.
1631                  */
1632
1633                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1634
1635                 /*
1636                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1637                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1638                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1639                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1640                  */
1641                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1642                         printf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1643                         continue;
1644                 }
1645
1646                 /*
1647                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1648                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
1649                  * on the clean list must be disassociated from their 
1650                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
1651                  * already been disassociated.
1652                  */
1653
1654                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
1655                         printf("getnewbuf: warning, locked buf %p, race corrected\n", bp);
1656                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
1657                         goto restart;
1658                 }
1659                 if (bp->b_qindex != qindex) {
1660                         printf("getnewbuf: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d->%d, race corrected\n", bp, qindex, bp->b_qindex);
1661                         BUF_UNLOCK(bp);
1662                         goto restart;
1663                 }
1664                 bremfree(bp);
1665
1666                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
1667                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1668                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1669                                 vfs_vmio_release(bp);
1670                         }
1671                         if (bp->b_vp)
1672                                 brelvp(bp);
1673                 }
1674
1675                 /*
1676                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1677                  * the scan from this point on.
1678                  *
1679                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1680                  * valid after this operation.
1681                  */
1682
1683                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d unexpectededly still associated!", bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
1684                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1685                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_deallocate)
1686                         (*bioops.io_deallocate)(bp);
1687                 if (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG)
1688                         panic("losing buffer 3");
1689
1690                 /*
1691                  * critical section protection is not required when
1692                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
1693                  * wired.
1694                  */
1695                 if (bp->b_bufsize)
1696                         allocbuf(bp, 0);
1697
1698                 bp->b_flags = 0;
1699                 bp->b_xflags = 0;
1700                 bp->b_vp = NULL;
1701                 bp->b_error = 0;
1702                 bp->b_resid = 0;
1703                 bp->b_bcount = 0;
1704                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
1705                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1706                 reinitbufbio(bp);
1707
1708                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1709
1710                 /*
1711                  * If we are defragging then free the buffer.
1712                  */
1713                 if (defrag) {
1714                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1715                         bfreekva(bp);
1716                         brelse(bp);
1717                         defrag = 0;
1718                         goto restart;
1719                 }
1720
1721                 /*
1722                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
1723                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
1724                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
1725                  */
1726                 if (bufspace >= hibufspace)
1727                         flushingbufs = 1;
1728                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
1729                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1730                         bfreekva(bp);
1731                         brelse(bp);
1732                         goto restart;
1733                 }
1734                 if (bufspace < lobufspace)
1735                         flushingbufs = 0;
1736                 break;
1737         }
1738
1739         /*
1740          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
1741          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
1742          *
1743          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
1744          */
1745
1746         if (bp == NULL) {
1747                 int flags;
1748                 char *waitmsg;
1749
1750                 if (defrag) {
1751                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1752                         waitmsg = "nbufkv";
1753                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
1754                         waitmsg = "nbufbs";
1755                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1756                 } else {
1757                         waitmsg = "newbuf";
1758                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1759                 }
1760
1761                 bd_speedup();   /* heeeelp */
1762
1763                 needsbuffer |= flags;
1764                 while (needsbuffer & flags) {
1765                         if (tsleep(&needsbuffer, slpflag, waitmsg, slptimeo))
1766                                 return (NULL);
1767                 }
1768         } else {
1769                 /*
1770                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
1771                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
1772                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
1773                  * BKVASIZE chunks.
1774                  */
1775                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
1776
1777                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
1778                         vm_offset_t addr = 0;
1779                         int count;
1780
1781                         bfreekva(bp);
1782
1783                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
1784                         vm_map_lock(buffer_map);
1785
1786                         if (vm_map_findspace(buffer_map,
1787                                     vm_map_min(buffer_map), maxsize,
1788                                     maxsize, &addr)) {
1789                                 /*
1790                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
1791                                  * must defragment the map.
1792                                  */
1793                                 vm_map_unlock(buffer_map);
1794                                 vm_map_entry_release(count);
1795                                 ++bufdefragcnt;
1796                                 defrag = 1;
1797                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1798                                 brelse(bp);
1799                                 goto restart;
1800                         }
1801                         if (addr) {
1802                                 vm_map_insert(buffer_map, &count,
1803                                         NULL, 0,
1804                                         addr, addr + maxsize,
1805                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
1806
1807                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
1808                                 bp->b_kvasize = maxsize;
1809                                 bufspace += bp->b_kvasize;
1810                                 ++bufreusecnt;
1811                         }
1812                         vm_map_unlock(buffer_map);
1813                         vm_map_entry_release(count);
1814                 }
1815                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1816         }
1817         return(bp);
1818 }
1819
1820 /*
1821  * buf_daemon:
1822  *
1823  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
1824  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
1825  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
1826  */
1827
1828 static struct thread *bufdaemonthread;
1829
1830 static struct kproc_desc buf_kp = {
1831         "bufdaemon",
1832         buf_daemon,
1833         &bufdaemonthread
1834 };
1835 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp)
1836
1837 static void
1838 buf_daemon()
1839 {
1840         /*
1841          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
1842          */
1843         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
1844             bufdaemonthread, SHUTDOWN_PRI_LAST);
1845
1846         /*
1847          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
1848          */
1849         crit_enter();
1850
1851         for (;;) {
1852                 kproc_suspend_loop();
1853
1854                 /*
1855                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
1856                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
1857                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
1858                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
1859                  */
1860                 while (numdirtybuffers > lodirtybuffers) {
1861                         if (flushbufqueues() == 0)
1862                                 break;
1863                         waitrunningbufspace();
1864                         numdirtywakeup((lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2);
1865                 }
1866
1867                 /*
1868                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
1869                  * mark.  The buf_daemon normally waits 5 seconds and
1870                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
1871                  * built up, within reason.
1872                  *
1873                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
1874                  * find any flushable buffers, we sleep half a second. 
1875                  * Otherwise we loop immediately.
1876                  */
1877                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
1878                         /*
1879                          * We reached our low water mark, reset the
1880                          * request and sleep until we are needed again.
1881                          * The sleep is just so the suspend code works.
1882                          */
1883                         bd_request = 0;
1884                         tsleep(&bd_request, 0, "psleep", hz);
1885                 } else {
1886                         /*
1887                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
1888                          * still have too many dirty buffers, we
1889                          * have to sleep and try again.  (rare)
1890                          */
1891                         tsleep(&bd_request, 0, "qsleep", hz / 2);
1892                 }
1893         }
1894 }
1895
1896 /*
1897  * flushbufqueues:
1898  *
1899  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
1900  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
1901  *      particularly sensitive to.
1902  */
1903
1904 static int
1905 flushbufqueues(void)
1906 {
1907         struct buf *bp;
1908         int r = 0;
1909
1910         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY]);
1911
1912         while (bp) {
1913                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI), ("unexpected clean buffer %p", bp));
1914                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 &&
1915                     (bp->b_xflags & BX_BKGRDINPROG) == 0) {
1916                         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1917                                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0)
1918                                         panic("flushbufqueues: locked buf");
1919                                 bremfree(bp);
1920                                 brelse(bp);
1921                                 ++r;
1922                                 break;
1923                         }
1924                         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
1925                             bioops.io_countdeps &&
1926                             (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
1927                             (*bioops.io_countdeps)(bp, 0)) {
1928                                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY],
1929                                              bp, b_freelist);
1930                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY],
1931                                                   bp, b_freelist);
1932                                 bp->b_flags |= B_DEFERRED;
1933                                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY]);
1934                                 continue;
1935                         }
1936
1937                         /*
1938                          * Only write it out if we can successfully lock
1939                          * it.
1940                          */
1941                         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) == 0) {
1942                                 vfs_bio_awrite(bp);
1943                                 ++r;
1944                                 break;
1945                         }
1946                 }
1947                 bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1948         }
1949         return (r);
1950 }
1951
1952 /*
1953  * inmem:
1954  *
1955  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
1956  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
1957  *      the data.
1958  *
1959  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
1960  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
1961  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
1962  */
1963 int
1964 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
1965 {
1966         vm_object_t obj;
1967         vm_offset_t toff, tinc, size;
1968         vm_page_t m;
1969
1970         if (findblk(vp, loffset))
1971                 return 1;
1972         if (vp->v_mount == NULL)
1973                 return 0;
1974         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
1975                 return 0;
1976
1977         size = PAGE_SIZE;
1978         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
1979                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1980
1981         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
1982                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
1983                 if (m == NULL)
1984                         return 0;
1985                 tinc = size;
1986                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
1987                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
1988                 if (vm_page_is_valid(m,
1989                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
1990                         return 0;
1991         }
1992         return 1;
1993 }
1994
1995 /*
1996  * vfs_setdirty:
1997  *
1998  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
1999  *      bits in the pages comprising the buffer.
2000  *
2001  *      The range is limited to the size of the buffer.
2002  *
2003  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
2004  *      B_VMIO case.
2005  */
2006 static void
2007 vfs_setdirty(struct buf *bp) 
2008 {
2009         int i;
2010         vm_object_t object;
2011
2012         /*
2013          * Degenerate case - empty buffer
2014          */
2015
2016         if (bp->b_bufsize == 0)
2017                 return;
2018
2019         /*
2020          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2021          * object has been flushed yet.  The OBJ_WRITEABLE flag
2022          * is not cleared simply by protecting pages off.
2023          */
2024
2025         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
2026                 return;
2027
2028         object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
2029
2030         if ((object->flags & OBJ_WRITEABLE) && !(object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2031                 printf("Warning: object %p writeable but not mightbedirty\n", object);
2032         if (!(object->flags & OBJ_WRITEABLE) && (object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2033                 printf("Warning: object %p mightbedirty but not writeable\n", object);
2034
2035         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
2036                 vm_offset_t boffset;
2037                 vm_offset_t eoffset;
2038
2039                 /*
2040                  * test the pages to see if they have been modified directly
2041                  * by users through the VM system.
2042                  */
2043                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2044                         vm_page_flag_clear(bp->b_xio.xio_pages[i], PG_ZERO);
2045                         vm_page_test_dirty(bp->b_xio.xio_pages[i]);
2046                 }
2047
2048                 /*
2049                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2050                  * (eoffset - boffset) bytes.
2051                  */
2052
2053                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2054                         if (bp->b_xio.xio_pages[i]->dirty)
2055                                 break;
2056                 }
2057                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_loffset & PAGE_MASK);
2058
2059                 for (i = bp->b_xio.xio_npages - 1; i >= 0; --i) {
2060                         if (bp->b_xio.xio_pages[i]->dirty) {
2061                                 break;
2062                         }
2063                 }
2064                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_loffset & PAGE_MASK);
2065
2066                 /*
2067                  * Fit it to the buffer.
2068                  */
2069
2070                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2071                         eoffset = bp->b_bcount;
2072
2073                 /*
2074                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2075                  * dirty range.
2076                  */
2077
2078                 if (boffset < eoffset) {
2079                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2080                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2081                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2082                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2083                 }
2084         }
2085 }
2086
2087 /*
2088  * findblk:
2089  *
2090  *      Locate and return the specified buffer, or NULL if the buffer does
2091  *      not exist.  Do not attempt to lock the buffer or manipulate it in
2092  *      any way.  The caller must validate that the correct buffer has been
2093  *      obtain after locking it.
2094  */
2095 struct buf *
2096 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset)
2097 {
2098         struct buf *bp;
2099
2100         crit_enter();
2101         bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2102         crit_exit();
2103         return(bp);
2104 }
2105
2106 /*
2107  * getblk:
2108  *
2109  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2110  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
2111  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
2112  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
2113  *      READ.
2114  *
2115  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2116  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2117  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2118  *      without doing any of those things the system will likely believe
2119  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2120  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2121  *
2122  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2123  *      an existing buffer.
2124  *
2125  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2126  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2127  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2128  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2129  *
2130  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2131  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2132  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2133  *      backing VM.
2134  *
2135  *      getblk() also forces a VOP_BWRITE() for any B_DELWRI buffer whos
2136  *      B_CACHE bit is clear.
2137  *      
2138  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2139  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2140  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2141  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2142  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2143  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2144  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2145  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2146  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2147  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2148  */
2149 struct buf *
2150 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int slpflag, int slptimeo)
2151 {
2152         struct buf *bp;
2153
2154         if (size > MAXBSIZE)
2155                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2156         if (vp->v_object == NULL)
2157                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2158
2159         crit_enter();
2160 loop:
2161         /*
2162          * Block if we are low on buffers.   Certain processes are allowed
2163          * to completely exhaust the buffer cache.
2164          *
2165          * If this check ever becomes a bottleneck it may be better to
2166          * move it into the else, when findblk() fails.  At the moment
2167          * it isn't a problem.
2168          *
2169          * XXX remove, we cannot afford to block anywhere if holding a vnode
2170          * lock in low-memory situation, so take it to the max.
2171          */
2172         if (numfreebuffers == 0) {
2173                 if (!curproc)
2174                         return NULL;
2175                 needsbuffer |= VFS_BIO_NEED_ANY;
2176                 tsleep(&needsbuffer, slpflag, "newbuf", slptimeo);
2177         }
2178
2179         if ((bp = findblk(vp, loffset))) {
2180                 /*
2181                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2182                  * Even with LK_NOWAIT the lockmgr may break our critical
2183                  * section, so double-check the validity of the buffer
2184                  * once the lock has been obtained.
2185                  */
2186                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2187                         int lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2188                         if (slpflag & PCATCH)
2189                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2190                         if (BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo) ==
2191                             ENOLCK) {
2192                                 goto loop;
2193                         }
2194                         crit_exit();
2195                         return (NULL);
2196                 }
2197
2198                 /*
2199                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2200                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2201                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2202                  * as well.
2203                  */
2204                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2205                         printf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) was recycled\n", bp, vp, loffset);
2206                         BUF_UNLOCK(bp);
2207                         goto loop;
2208                 }
2209
2210                 /*
2211                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2212                  */
2213                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2214
2215                 /*
2216                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2217                  * block number translation.
2218                  */
2219                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2220                         printf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld) did not have cleared bio_offset cache\n", bp, vp, loffset);
2221                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2222                 }
2223
2224                 /*
2225                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2226                  * invalid.
2227                  */
2228                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2229                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2230                 bremfree(bp);
2231
2232                 /*
2233                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2234                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2235                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2236                  */
2237                 if (size != bp->b_bcount) {
2238                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2239                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2240                                 VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
2241                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2242                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2243                                 VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
2244                         } else {
2245                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2246                                 brelse(bp);
2247                         }
2248                         goto loop;
2249                 }
2250                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2251                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
2252                         ("getblk: no buffer offset"));
2253
2254                 /*
2255                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2256                  * be committed before we can return the buffer in
2257                  * order to prevent the caller from issuing a read
2258                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2259                  * it.
2260                  *
2261                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2262                  * operate properly either because they assume they
2263                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2264                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2265                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2266                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2267                  * preventing further loops.
2268                  *
2269                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2270                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2271                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2272                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2273                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2274                  * after the write.
2275                  *
2276                  * We might be able to do something fancy, like setting
2277                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2278                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2279                  * confusing.  This is much easier.
2280                  */
2281
2282                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2283                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2284                         VOP_BWRITE(bp->b_vp, bp);
2285                         goto loop;
2286                 }
2287
2288                 crit_exit();
2289                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2290         } else {
2291                 /*
2292                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2293                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2294                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2295                  *
2296                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
2297                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
2298                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
2299                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
2300                  * the block size.  
2301                  *
2302                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
2303                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
2304                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
2305                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
2306                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
2307                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
2308                  * mechanism is such that the underlying directory (with a
2309                  * non-NULL v_mountedhere) is not a special case.
2310                  */
2311                 int bsize, maxsize;
2312
2313                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
2314                         bsize = DEV_BSIZE;
2315                 else if (vp->v_mount)
2316                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2317                 else
2318                         bsize = size;
2319
2320                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
2321                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2322
2323                 if ((bp = getnewbuf(slpflag, slptimeo, size, maxsize)) == NULL) {
2324                         if (slpflag || slptimeo) {
2325                                 crit_exit();
2326                                 return NULL;
2327                         }
2328                         goto loop;
2329                 }
2330
2331                 /*
2332                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2333                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2334                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2335                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2336                  * throw away the one we just created.  There is now window
2337                  * race because we are safely running in a critical section
2338                  * from the point of the duplicate buffer creation through
2339                  * to here, and we've locked the buffer.
2340                  */
2341                 if (findblk(vp, loffset)) {
2342                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2343                         brelse(bp);
2344                         goto loop;
2345                 }
2346
2347                 /*
2348                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2349                  * be found by findblk(). 
2350                  *
2351                  * Make sure the translation layer has been cleared.
2352                  */
2353                 bp->b_loffset = loffset;
2354                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
2355                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
2356
2357                 bgetvp(vp, bp);
2358
2359                 /*
2360                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2361                  */
2362                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
2363                 bp->b_flags |= B_VMIO;
2364
2365                 allocbuf(bp, size);
2366
2367                 crit_exit();
2368                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
2369         }
2370         return (bp);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * geteblk:
2375  *
2376  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
2377  *      initially set to B_INVAL.
2378  *
2379  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
2380  *      call because races are impossible here.
2381  */
2382 struct buf *
2383 geteblk(int size)
2384 {
2385         struct buf *bp;
2386         int maxsize;
2387
2388         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2389
2390         crit_enter();
2391         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
2392                 ;
2393         crit_exit();
2394         allocbuf(bp, size);
2395         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2396         return (bp);
2397 }
2398
2399
2400 /*
2401  * allocbuf:
2402  *
2403  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2404  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2405  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2406  *      resize a buffer up or down.
2407  *
2408  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2409  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2410  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2411  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2412  *
2413  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2414  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
2415  *
2416  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
2417  *      must own the buffer.
2418  */
2419 int
2420 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2421 {
2422         int newbsize, mbsize;
2423         int i;
2424
2425         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
2426                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2427
2428         if (bp->b_kvasize < size)
2429                 panic("allocbuf: buffer too small");
2430
2431         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2432                 caddr_t origbuf;
2433                 int origbufsize;
2434                 /*
2435                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2436                  * mess with B_CACHE.
2437                  */
2438                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2439                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2440                         newbsize = mbsize;
2441                 else
2442                         newbsize = round_page(size);
2443
2444                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2445                         /*
2446                          * malloced buffers are not shrunk
2447                          */
2448                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2449                                 if (newbsize) {
2450                                         bp->b_bcount = size;
2451                                 } else {
2452                                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
2453                                         if (bp->b_bufsize) {
2454                                                 bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2455                                                 bufspacewakeup();
2456                                                 bp->b_bufsize = 0;
2457                                         }
2458                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
2459                                         bp->b_bcount = 0;
2460                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2461                                 }
2462                                 return 1;
2463                         }               
2464                         vm_hold_free_pages(
2465                             bp,
2466                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2467                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2468                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2469                         /*
2470                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2471                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2472                          * grows.
2473                          */
2474                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2475                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2476                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2477
2478                                 bp->b_data = malloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2479                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2480                                 bp->b_bcount = size;
2481                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2482                                 bufmallocspace += mbsize;
2483                                 return 1;
2484                         }
2485                         origbuf = NULL;
2486                         origbufsize = 0;
2487                         /*
2488                          * If the buffer is growing on its other-than-first
2489                          * allocation, then we revert to the page-allocation
2490                          * scheme.
2491                          */
2492                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2493                                 origbuf = bp->b_data;
2494                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2495                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2496                                 if (bp->b_bufsize) {
2497                                         bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2498                                         bufspacewakeup();
2499                                         bp->b_bufsize = 0;
2500                                 }
2501                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2502                                 newbsize = round_page(newbsize);
2503                         }
2504                         vm_hold_load_pages(
2505                             bp,
2506                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2507                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2508                         if (origbuf) {
2509                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2510                                 free(origbuf, M_BIOBUF);
2511                         }
2512                 }
2513         } else {
2514                 vm_page_t m;
2515                 int desiredpages;
2516
2517                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2518                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
2519                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
2520                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
2521
2522                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2523                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2524                 /*
2525                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2526                  * 0-length.
2527                  */
2528                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2529                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2530
2531                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2532                         /*
2533                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2534                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2535                          * if we have to remove any pages.
2536                          */
2537                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
2538                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2539                                         /*
2540                                          * the page is not freed here -- it
2541                                          * is the responsibility of 
2542                                          * vnode_pager_setsize
2543                                          */
2544                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
2545                                         KASSERT(m != bogus_page,
2546                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2547                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
2548                                                 ;
2549
2550                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
2551                                         vm_page_unwire(m, 0);
2552                                 }
2553                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2554                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
2555                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
2556                         }
2557                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2558                         /*
2559                          * We are growing the buffer, possibly in a 
2560                          * byte-granular fashion.
2561                          */
2562                         struct vnode *vp;
2563                         vm_object_t obj;
2564                         vm_offset_t toff;
2565                         vm_offset_t tinc;
2566
2567                         /*
2568                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
2569                          * allocating them if necessary.  We must clear
2570                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
2571                          * range covered by the buffer.
2572                          *
2573                          * critical section protection is required to protect
2574                          * against interrupts unbusying and freeing pages
2575                          * between our vm_page_lookup() and our
2576                          * busycheck/wiring call.
2577                          */
2578                         vp = bp->b_vp;
2579                         obj = vp->v_object;
2580
2581                         crit_enter();
2582                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
2583                                 vm_page_t m;
2584                                 vm_pindex_t pi;
2585
2586                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + bp->b_xio.xio_npages;
2587                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2588                                         /*
2589                                          * note: must allocate system pages
2590                                          * since blocking here could intefere
2591                                          * with paging I/O, no matter which
2592                                          * process we are.
2593                                          */
2594                                         m = vm_page_alloc(obj, pi, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM);
2595                                         if (m == NULL) {
2596                                                 vm_wait();
2597                                                 vm_pageout_deficit += desiredpages -
2598                                                         bp->b_xio.xio_npages;
2599                                         } else {
2600                                                 vm_page_wire(m);
2601                                                 vm_page_wakeup(m);
2602                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2603                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
2604                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
2605                                         }
2606                                         continue;
2607                                 }
2608
2609                                 /*
2610                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
2611                                  * retry because it might have gotten freed out
2612                                  * from under us.
2613                                  *
2614                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
2615                                  * m->busy might lead to a deadlock:
2616                                  *
2617                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
2618                                  *
2619                                  */
2620
2621                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
2622                                         continue;
2623
2624                                 /*
2625                                  * We have a good page.  Should we wakeup the
2626                                  * page daemon?
2627                                  */
2628                                 if ((curthread != pagethread) &&
2629                                     ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) &&
2630                                     ((vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count) <
2631                                         (vmstats.v_free_min + vmstats.v_cache_min))) {
2632                                         pagedaemon_wakeup();
2633                                 }
2634                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2635                                 vm_page_wire(m);
2636                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
2637                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
2638                         }
2639                         crit_exit();
2640
2641                         /*
2642                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2643                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2644                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2645                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
2646                          * aligned range ( newbsize ).
2647                          *
2648                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2649                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2650                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2651                          * fails with NFS if the server or some other client
2652                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2653                          * B_CACHE may remain set! XXX
2654                          */
2655
2656                         toff = bp->b_bcount;
2657                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
2658
2659                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2660                                 vm_pindex_t pi;
2661
2662                                 if (tinc > (size - toff))
2663                                         tinc = size - toff;
2664
2665                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
2666                                     PAGE_SHIFT;
2667
2668                                 vfs_buf_test_cache(
2669                                     bp, 
2670                                     bp->b_loffset,
2671                                     toff, 
2672                                     tinc, 
2673                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
2674                                 );
2675                                 toff += tinc;
2676                                 tinc = PAGE_SIZE;
2677                         }
2678
2679                         /*
2680                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
2681                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
2682                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
2683                          */
2684
2685                         bp->b_data = (caddr_t)
2686                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
2687                         pmap_qenter(
2688                             (vm_offset_t)bp->b_data,
2689                             bp->b_xio.xio_pages, 
2690                             bp->b_xio.xio_npages
2691                         );
2692                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
2693                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
2694                 }
2695         }
2696         if (newbsize < bp->b_bufsize)
2697                 bufspacewakeup();
2698         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
2699         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
2700         return 1;
2701 }
2702
2703 /*
2704  * biowait:
2705  *
2706  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
2707  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an
2708  *      EINTR error and cleared.
2709  */
2710 int
2711 biowait(struct buf * bp)
2712 {
2713         crit_enter();
2714         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
2715                 if (bp->b_flags & B_READ)
2716                         tsleep(bp, 0, "biord", 0);
2717                 else
2718                         tsleep(bp, 0, "biowr", 0);
2719         }
2720         crit_exit();
2721         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
2722                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
2723                 return (EINTR);
2724         }
2725         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2726                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
2727         } else {
2728                 return (0);
2729         }
2730 }
2731
2732 /*
2733  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
2734  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
2735  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
2736  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
2737  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
2738  * for those higher layers.
2739  */
2740 void
2741 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
2742 {
2743         bio->bio_track = track;
2744         atomic_add_int(&track->bk_active, 1);
2745 }
2746
2747 /*
2748  * Initiate I/O on a vnode.
2749  */
2750 void
2751 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
2752 {
2753         struct bio_track *track;
2754
2755         if (bio->bio_buf->b_flags & B_READ)
2756                 track = &vp->v_track_read;
2757         else
2758                 track = &vp->v_track_write;
2759         bio->bio_track = track;
2760         atomic_add_int(&track->bk_active, 1);
2761         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
2762 }
2763
2764
2765 /*
2766  * biodone:
2767  *
2768  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
2769  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
2770  *      not allowed.
2771  *
2772  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
2773  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
2774  *      assuming B_INVAL is clear.
2775  *
2776  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
2777  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
2778  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
2779  *
2780  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
2781  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
2782  *      in the biodone routine.
2783  */
2784 void
2785 biodone(struct bio *bio)
2786 {
2787         struct buf *bp = bio->bio_buf;
2788
2789         crit_enter();
2790
2791         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
2792                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
2793         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE),
2794                 ("biodone: bp %p already done", bp));
2795
2796         bp->b_flags |= B_DONE;
2797         runningbufwakeup(bp);
2798
2799         /*
2800          * Run up the chain of BIO's. 
2801          */
2802         while (bio) {
2803                 biodone_t *done_func; 
2804                 struct bio_track *track;
2805
2806                 /*
2807                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
2808                  */
2809                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
2810                         atomic_subtract_int(&track->bk_active, 1);
2811                         if (track->bk_active < 0) {
2812                                 panic("biodone: bad active count bio %p\n",
2813                                       bio);
2814                         }
2815                         if (track->bk_waitflag) {
2816                                 track->bk_waitflag = 0;
2817                                 wakeup(track);
2818                         }
2819                         bio->bio_track = NULL;
2820                 }
2821
2822                 /*
2823                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
2824                  * will be responsible for any further chaining and/or 
2825                  * buffer management.
2826                  */
2827                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
2828                         bio->bio_done = NULL;
2829                         done_func(bio);
2830                         crit_exit();
2831                         return;
2832                 }
2833                 bio = bio->bio_prev;
2834         }
2835
2836         /*
2837          * Special case (XXX) - not a read or write.
2838          */
2839         if (bp->b_flags & B_FREEBUF) {
2840                 brelse(bp);
2841                 crit_exit();
2842                 return;
2843         }
2844
2845         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL && bioops.io_complete)
2846                 (*bioops.io_complete)(bp);
2847
2848         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2849                 int i;
2850                 vm_ooffset_t foff;
2851                 vm_page_t m;
2852                 vm_object_t obj;
2853                 int iosize;
2854                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2855
2856                 obj = vp->v_object;
2857
2858 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2859                 if (vp->v_holdcnt == 0)
2860                         panic("biodone: zero vnode hold count");
2861                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
2862                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
2863 #endif
2864
2865                 foff = bp->b_loffset;
2866                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
2867                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
2868
2869 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2870                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
2871                         printf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
2872                             obj->paging_in_progress, bp->b_xio.xio_npages);
2873                 }
2874 #endif
2875
2876                 /*
2877                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
2878                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
2879                  * routines.
2880                  */
2881                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2882                 if ((bp->b_flags & (B_READ|B_FREEBUF|B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == B_READ) {
2883                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2884                 }
2885
2886                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2887                         int bogusflag = 0;
2888                         int resid;
2889
2890                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2891                         if (resid > iosize)
2892                                 resid = iosize;
2893
2894                         /*
2895                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
2896                          * the originals should still be wired, we don't have
2897                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
2898                          * the VM object association.
2899                          */
2900                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
2901                         if (m == bogus_page) {
2902                                 bogusflag = 1;
2903                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2904                                 if (m == NULL)
2905                                         panic("biodone: page disappeared");
2906                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
2907                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2908                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
2909                         }
2910 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
2911                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
2912                                 printf(
2913 "biodone: foff(%lu)/m->pindex(%d) mismatch\n",
2914                                     (unsigned long)foff, m->pindex);
2915                         }
2916 #endif
2917
2918                         /*
2919                          * In the write case, the valid and clean bits are
2920                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2921                          * only need to do this here in the read case.
2922                          */
2923                         if ((bp->b_flags & B_READ) && !bogusflag && resid > 0) {
2924                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
2925                         }
2926                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2927
2928                         /*
2929                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
2930                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
2931                          * have not set the page busy flag correctly!!!
2932                          */
2933                         if (m->busy == 0) {
2934                                 printf("biodone: page busy < 0, "
2935                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
2936                                     "resid: %d, index: %d\n",
2937                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
2938                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
2939                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
2940                                         printf(" iosize: %ld, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
2941                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
2942                                             bp->b_loffset,
2943                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
2944                                 else
2945                                         printf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
2946                                             bp->b_loffset,
2947                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
2948                                 printf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
2949                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
2950                                 panic("biodone: page busy < 0");
2951                         }
2952                         vm_page_io_finish(m);
2953                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
2954                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2955                         iosize -= resid;
2956                 }
2957                 if (obj)
2958                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
2959         }
2960
2961         /*
2962          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
2963          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
2964          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
2965          */
2966
2967         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
2968                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_RELBUF)) != 0)
2969                         brelse(bp);
2970                 else
2971                         bqrelse(bp);
2972         } else {
2973                 wakeup(bp);
2974         }
2975         crit_exit();
2976 }
2977
2978 /*
2979  * vfs_unbusy_pages:
2980  *
2981  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
2982  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
2983  *      consistant.
2984  */
2985 void
2986 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
2987 {
2988         int i;
2989
2990         runningbufwakeup(bp);
2991         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2992                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
2993                 vm_object_t obj;
2994
2995                 obj = vp->v_object;
2996
2997                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2998                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
2999
3000                         /*
3001                          * When restoring bogus changes the original pages
3002                          * should still be wired, so we are in no danger of
3003                          * losing the object association and do not need
3004                          * critical section protection particularly.
3005                          */
3006                         if (m == bogus_page) {
3007                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
3008                                 if (!m) {
3009                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
3010                                 }
3011                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3012                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3013                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3014                         }
3015                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3016                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3017                         vm_page_io_finish(m);
3018                 }
3019                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3020         }
3021 }
3022
3023 /*
3024  * vfs_page_set_valid:
3025  *
3026  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3027  *      range is restricted to the buffer's size.
3028  *
3029  *      This routine is typically called after a read completes.
3030  */
3031 static void
3032 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, int pageno, vm_page_t m)
3033 {
3034         vm_ooffset_t soff, eoff;
3035
3036         /*
3037          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3038          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3039          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3040          * of the buffer.
3041          */
3042         soff = off;
3043         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3044         if (eoff > bp->b_loffset + bp->b_bcount)
3045                 eoff = bp->b_loffset + bp->b_bcount;
3046
3047         /*
3048          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3049          * entire page.
3050          */
3051         if (eoff > soff) {
3052                 vm_page_set_validclean(
3053                     m,
3054                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3055                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3056                 );
3057         }
3058 }
3059
3060 /*
3061  * vfs_busy_pages:
3062  *
3063  *      This routine is called before a device strategy routine.
3064  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3065  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
3066  *      almost as being PG_BUSY.  Also the object 'paging_in_progress'
3067  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
3068  *      inconsistant.
3069  *
3070  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3071  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3072  *      and should be ignored.
3073  */
3074 void
3075 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
3076 {
3077         int i, bogus;
3078         struct proc *p = curthread->td_proc;
3079
3080         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3081                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3082                 vm_object_t obj;
3083                 vm_ooffset_t foff;
3084
3085                 obj = vp->v_object;
3086                 foff = bp->b_loffset;
3087                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
3088                         ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3089                 vfs_setdirty(bp);
3090
3091 retry:
3092                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3093                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3094                         if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage"))
3095                                 goto retry;
3096                 }
3097
3098                 bogus = 0;
3099                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3100                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3101
3102                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3103                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3104                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
3105                                 vm_page_io_start(m);
3106                         }
3107
3108                         /*
3109                          * When readying a buffer for a read ( i.e
3110                          * clear_modify == 0 ), it is important to do
3111                          * bogus_page replacement for valid pages in 
3112                          * partially instantiated buffers.  Partially 
3113                          * instantiated buffers can, in turn, occur when
3114                          * reconstituting a buffer from its VM backing store
3115                          * base.  We only have to do this if B_CACHE is
3116                          * clear ( which causes the I/O to occur in the
3117                          * first place ).  The replacement prevents the read
3118                          * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
3119                          * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
3120                          * It may not work properly with small-block devices.
3121                          * We need to find a better way.
3122                          */
3123
3124                         vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
3125                         if (clear_modify)
3126                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3127                         else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3128                                 (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
3129                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = bogus_page;
3130                                 bogus++;
3131                         }
3132                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3133                 }
3134                 if (bogus)
3135                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3136                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3137         }
3138
3139         /*
3140          * This is the easiest place to put the process accounting for the I/O
3141          * for now.
3142          */
3143         if (p != NULL) {
3144                 if (bp->b_flags & B_READ)
3145                         p->p_stats->p_ru.ru_inblock++;
3146                 else
3147                         p->p_stats->p_ru.ru_oublock++;
3148         }
3149 }
3150
3151 /*
3152  * vfs_clean_pages:
3153  *      
3154  *      Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3155  *      are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3156  *      going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3157  *
3158  *      Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3159  *      just go ahead and clean through to b_bufsize.
3160  */
3161 static void
3162 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
3163 {
3164         int i;
3165
3166         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3167                 vm_ooffset_t foff;
3168
3169                 foff = bp->b_loffset;
3170                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
3171                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3172                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3173                         vm_ooffset_t noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3174                         vm_ooffset_t eoff = noff;
3175
3176                         if (eoff > bp->b_loffset + bp->b_bufsize)
3177                                 eoff = bp->b_loffset + bp->b_bufsize;
3178                         vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3179                         /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3180                         foff = noff;
3181                 }
3182         }
3183 }
3184
3185 /*
3186  * vfs_bio_set_validclean:
3187  *
3188  *      Set the range within the buffer to valid and clean.  The range is 
3189  *      relative to the beginning of the buffer, b_loffset.  Note that
3190  *      b_loffset itself may be offset from the beginning of the first page.
3191  */
3192
3193 void   
3194 vfs_bio_set_validclean(struct buf *bp, int base, int size)
3195 {
3196         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3197                 int i;
3198                 int n;
3199
3200                 /*
3201                  * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3202                  * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3203                  * first page that can be validated.
3204                  */
3205
3206                 base += (bp->b_loffset & PAGE_MASK);
3207                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3208
3209                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3210                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3211
3212                         if (n > size)
3213                                 n = size;
3214
3215                         vm_page_set_validclean(m, base & PAGE_MASK, n);
3216                         base += n;
3217                         size -= n;
3218                         n = PAGE_SIZE;
3219                 }
3220         }
3221 }
3222
3223 /*
3224  * vfs_bio_clrbuf:
3225  *
3226  *      Clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
3227  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
3228  *
3229  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3230  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3231  */
3232
3233 void
3234 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
3235 {
3236         int i, mask = 0;
3237         caddr_t sa, ea;
3238         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
3239                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL|B_ERROR);
3240                 if ((bp->b_xio.xio_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3241                     (bp->b_loffset & PAGE_MASK) == 0) {
3242                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3243                         if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == mask) {
3244                                 bp->b_resid = 0;
3245                                 return;
3246                         }
3247                         if (((bp->b_xio.xio_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3248                             ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == 0)) {
3249                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3250                                 bp->b_xio.xio_pages[0]->valid |= mask;
3251                                 bp->b_resid = 0;
3252                                 return;
3253                         }
3254                 }
3255                 ea = sa = bp->b_data;
3256                 for(i=0;i<bp->b_xio.xio_npages;i++,sa=ea) {
3257                         int j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3258                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3259                         ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3260                             (u_long)(vm_offset_t)ea,
3261                             (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3262                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3263                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == mask)
3264                                 continue;
3265                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == 0) {
3266                                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) {
3267                                         bzero(sa, ea - sa);
3268                                 }
3269                         } else {
3270                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3271                                         if (((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3272                                                 (bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & (1<<j)) == 0)
3273                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
3274                                 }
3275                         }
3276                         bp->b_xio.xio_pages[i]->valid |= mask;
3277                         vm_page_flag_clear(bp->b_xio.xio_pages[i], PG_ZERO);
3278                 }
3279                 bp->b_resid = 0;
3280         } else {
3281                 clrbuf(bp);
3282         }
3283 }
3284
3285 /*
3286  * vm_hold_load_pages:
3287  *
3288  *      Load pages into the buffer's address space.  The pages are
3289  *      allocated from the kernel object in order to reduce interference
3290  *      with the any VM paging I/O activity.  The range of loaded
3291  *      pages will be wired.
3292  *
3293  *      If a page cannot be allocated, the 'pagedaemon' is woken up to
3294  *      retrieve the full range (to - from) of pages.
3295  *
3296  */
3297 void
3298 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3299 {
3300         vm_offset_t pg;
3301         vm_page_t p;
3302         int index;
3303
3304         to = round_page(to);
3305         from = round_page(from);
3306         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3307
3308         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3309
3310 tryagain:
3311
3312                 /*
3313                  * Note: must allocate system pages since blocking here
3314                  * could intefere with paging I/O, no matter which
3315                  * process we are.
3316                  */
3317                 p = vm_page_alloc(kernel_object,
3318                         ((pg - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS) >> PAGE_SHIFT),
3319                         VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM);
3320                 if (!p) {
3321                         vm_pageout_deficit += (to - from) >> PAGE_SHIFT;
3322                         vm_wait();
3323                         goto tryagain;
3324                 }
3325                 vm_page_wire(p);
3326                 p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3327                 vm_page_flag_clear(p, PG_ZERO);
3328                 pmap_kenter(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
3329                 bp->b_xio.xio_pages[index] = p;
3330                 vm_page_wakeup(p);
3331         }
3332         bp->b_xio.xio_npages = index;
3333 }
3334
3335 /*
3336  * vm_hold_free_pages:
3337  *
3338  *      Return pages associated with the buffer back to the VM system.
3339  *
3340  *      The range of pages underlying the buffer's address space will
3341  *      be unmapped and un-wired.
3342  */
3343 void
3344 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3345 {
3346         vm_offset_t pg;
3347         vm_page_t p;
3348         int index, newnpages;
3349
3350         from = round_page(from);
3351         to = round_page(to);
3352         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3353
3354         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3355                 p = bp->b_xio.xio_pages[index];
3356                 if (p && (index < bp->b_xio.xio_npages)) {
3357                         if (p->busy) {
3358                                 printf("vm_hold_free_pages: doffset: %lld, loffset: %lld\n",
3359                                         bp->b_bio2.bio_offset, bp->b_loffset);
3360                         }
3361                         bp->b_xio.xio_pages[index] = NULL;
3362                         pmap_kremove(pg);
3363                         vm_page_busy(p);
3364                         vm_page_unwire(p, 0);
3365                         vm_page_free(p);
3366                 }
3367         }
3368         bp->b_xio.xio_npages = newnpages;
3369 }
3370
3371 /*
3372  * vmapbuf:
3373  *
3374  *      Map an IO request into kernel virtual address space.
3375  *
3376  *      All requests are (re)mapped into kernel VA space.
3377  *      Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
3378  *      to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
3379  */
3380 int
3381 vmapbuf(struct buf *bp)
3382 {
3383         caddr_t addr, v, kva;
3384         vm_paddr_t pa;
3385         int pidx;
3386         int i;
3387         struct vm_page *m;
3388
3389         if ((bp->b_flags & B_PHYS) == 0)
3390                 panic("vmapbuf");
3391         if (bp->b_bufsize < 0)
3392                 return (-1);
3393         for (v = bp->b_saveaddr,
3394                      addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3395                      pidx = 0;
3396              addr < bp->b_data + bp->b_bufsize;
3397              addr += PAGE_SIZE, v += PAGE_SIZE, pidx++) {
3398                 /*
3399                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
3400                  * when reading stuff off device into memory.
3401                  */
3402 retry:
3403                 i = vm_fault_quick((addr >= bp->b_data) ? addr : bp->b_data,
3404                         (bp->b_flags&B_READ)?(VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE):VM_PROT_READ);
3405                 if (i < 0) {
3406                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
3407                             vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[i]);
3408                             bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3409                         }
3410                         return(-1);
3411                 }
3412
3413                 /*
3414                  * WARNING!  If sparc support is MFCd in the future this will
3415                  * have to be changed from pmap_kextract() to pmap_extract()
3416                  * ala -current.
3417                  */
3418 #ifdef __sparc64__
3419 #error "If MFCing sparc support use pmap_extract"
3420 #endif
3421                 pa = pmap_kextract((vm_offset_t)addr);
3422                 if (pa == 0) {
3423                         printf("vmapbuf: warning, race against user address during I/O");
3424                         goto retry;
3425                 }
3426                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pa);
3427                 vm_page_hold(m);
3428                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = m;
3429         }
3430         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
3431                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
3432         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_saveaddr, bp->b_xio.xio_pages, pidx);
3433         
3434         kva = bp->b_saveaddr;
3435         bp->b_xio.xio_npages = pidx;
3436         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
3437         bp->b_data = kva + (((vm_offset_t) bp->b_data) & PAGE_MASK);
3438         return(0);
3439 }
3440
3441 /*
3442  * vunmapbuf:
3443  *
3444  *      Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3445  *      We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3446  */
3447 void
3448 vunmapbuf(struct buf *bp)
3449 {
3450         int pidx;
3451         int npages;
3452         vm_page_t *m;
3453
3454         if ((bp->b_flags & B_PHYS) == 0)
3455                 panic("vunmapbuf");
3456
3457         npages = bp->b_xio.xio_npages;
3458         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3459                      npages);
3460         m = bp->b_xio.xio_pages;
3461         for (pidx = 0; pidx < npages; pidx++)
3462                 vm_page_unhold(*m++);
3463
3464         bp->b_data = bp->b_saveaddr;
3465 }
3466
3467 /*
3468  * print out statistics from the current status of the buffer pool
3469  * this can be toggeled by the system control option debug.syncprt
3470  */
3471 #ifdef DEBUG
3472 void
3473 vfs_bufstats(void)
3474 {
3475         int i, j, count;
3476         struct buf *bp;
3477         struct bqueues *dp;
3478         int counts[(MAXBSIZE / PAGE_SIZE) + 1];
3479         static char *bname[3] = { "LOCKED", "LRU", "AGE" };
3480
3481         for (dp = bufqueues, i = 0; dp < &bufqueues[3]; dp++, i++) {
3482                 count = 0;
3483                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
3484                         counts[j] = 0;
3485                 crit_enter();
3486                 TAILQ_FOREACH(bp, dp, b_freelist) {
3487                         counts[bp->b_bufsize/PAGE_SIZE]++;
3488                         count++;
3489                 }
3490                 crit_exit();
3491                 printf("%s: total-%d", bname[i], count);
3492                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
3493                         if (counts[j] != 0)
3494                                 printf(", %d-%d", j * PAGE_SIZE, counts[j]);
3495                 printf("\n");
3496         }
3497 }
3498 #endif
3499
3500 #include "opt_ddb.h"
3501 #ifdef DDB
3502 #include <ddb/ddb.h>
3503
3504 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
3505 {
3506         /* get args */
3507         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
3508
3509         if (!have_addr) {
3510                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
3511                 return;
3512         }
3513
3514         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
3515         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %d, b_bcount = %d, "
3516                   "b_resid = %d\n, b_data = %p, "
3517                   "bio_offset(disk) = %lld, bio_offset(phys) = %lld\n",
3518                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
3519                   bp->b_data, bp->b_bio2.bio_offset, (bp->b_bio2.bio_next ? bp->b_bio2.bio_next->bio_offset : (off_t)-1));
3520         if (bp->b_xio.xio_npages) {
3521                 int i;
3522                 db_printf("b_xio.xio_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ",
3523                         bp->b_xio.xio_npages);
3524                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3525                         vm_page_t m;
3526                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3527                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
3528                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3529                         if ((i + 1) < bp->b_xio.xio_npages)
3530                                 db_printf(",");
3531                 }
3532                 db_printf("\n");
3533         }
3534 }
3535 #endif /* DDB */