Though following code sequence is safe currently (even w/o BGL):
[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 1.113 2008/07/18 00:01:11 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 <sys/spinlock2.h>
60 #include <vm/vm_page2.h>
61
62 #include "opt_ddb.h"
63 #ifdef DDB
64 #include <ddb/ddb.h>
65 #endif
66
67 /*
68  * Buffer queues.
69  */
70 enum bufq_type {
71         BQUEUE_NONE,            /* not on any queue */
72         BQUEUE_LOCKED,          /* locked buffers */
73         BQUEUE_CLEAN,           /* non-B_DELWRI buffers */
74         BQUEUE_DIRTY,           /* B_DELWRI buffers */
75         BQUEUE_DIRTY_HW,        /* B_DELWRI buffers - heavy weight */
76         BQUEUE_EMPTYKVA,        /* empty buffer headers with KVA assignment */
77         BQUEUE_EMPTY,           /* empty buffer headers */
78
79         BUFFER_QUEUES           /* number of buffer queues */
80 };
81
82 typedef enum bufq_type bufq_type_t;
83
84 #define BD_WAKE_SIZE    128
85 #define BD_WAKE_MASK    (BD_WAKE_SIZE - 1)
86
87 TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES];
88
89 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "BIO buffer", "BIO buffer");
90
91 struct buf *buf;                /* buffer header pool */
92
93 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
94                 vm_offset_t to);
95 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
96                 vm_offset_t to);
97 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
98                                int pageno, vm_page_t m);
99 static void vfs_clean_pages(struct buf *bp);
100 static void vfs_setdirty(struct buf *bp);
101 static void vfs_vmio_release(struct buf *bp);
102 static int flushbufqueues(bufq_type_t q);
103 static vm_page_t bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit);
104
105 static void bd_signal(int totalspace);
106 static void buf_daemon(void);
107 static void buf_daemon_hw(void);
108
109 /*
110  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
111  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
112  * really that bad.  it would be better to split the buffer
113  * for input in the case of buffers partially already in memory,
114  * but the code is intricate enough already.
115  */
116 vm_page_t bogus_page;
117
118 /*
119  * These are all static, but make the ones we export globals so we do
120  * not need to use compiler magic.
121  */
122 int bufspace, maxbufspace,
123         bufmallocspace, maxbufmallocspace, lobufspace, hibufspace;
124 static int bufreusecnt, bufdefragcnt, buffreekvacnt;
125 static int lorunningspace, hirunningspace, runningbufreq;
126 int dirtybufspace, dirtybufspacehw, lodirtybufspace, hidirtybufspace;
127 int dirtybufcount, dirtybufcounthw;
128 int runningbufspace, runningbufcount;
129 static int getnewbufcalls;
130 static int getnewbufrestarts;
131 static int recoverbufcalls;
132 static int needsbuffer;         /* locked by needsbuffer_spin */
133 static int bd_request;          /* locked by needsbuffer_spin */
134 static int bd_request_hw;       /* locked by needsbuffer_spin */
135 static u_int bd_wake_ary[BD_WAKE_SIZE];
136 static u_int bd_wake_index;
137 static struct spinlock needsbuffer_spin;
138
139 static struct thread *bufdaemon_td;
140 static struct thread *bufdaemonhw_td;
141
142
143 /*
144  * Sysctls for operational control of the buffer cache.
145  */
146 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybufspace, CTLFLAG_RW, &lodirtybufspace, 0,
147         "Number of dirty buffers to flush before bufdaemon becomes inactive");
148 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybufspace, CTLFLAG_RW, &hidirtybufspace, 0,
149         "High watermark used to trigger explicit flushing of dirty buffers");
150 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0,
151         "Minimum amount of buffer space required for active I/O");
152 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0,
153         "Maximum amount of buffer space to usable for active I/O");
154 /*
155  * Sysctls determining current state of the buffer cache.
156  */
157 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, nbuf, CTLFLAG_RD, &nbuf, 0,
158         "Total number of buffers in buffer cache");
159 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspace, CTLFLAG_RD, &dirtybufspace, 0,
160         "Pending bytes of dirty buffers (all)");
161 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufspacehw, CTLFLAG_RD, &dirtybufspacehw, 0,
162         "Pending bytes of dirty buffers (heavy weight)");
163 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcount, CTLFLAG_RD, &dirtybufcount, 0,
164         "Pending number of dirty buffers");
165 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufcounthw, CTLFLAG_RD, &dirtybufcounthw, 0,
166         "Pending number of dirty buffers (heavy weight)");
167 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
168         "I/O bytes currently in progress due to asynchronous writes");
169 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, runningbufcount, CTLFLAG_RD, &runningbufcount, 0,
170         "I/O buffers currently in progress due to asynchronous writes");
171 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufspace, 0,
172         "Hard limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
173 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RD, &hibufspace, 0,
174         "Soft limit on maximum amount of memory usable for buffer space");
175 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RD, &lobufspace, 0,
176         "Minimum amount of memory to reserve for system buffer space");
177 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
178         "Amount of memory available for buffers");
179 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RD, &maxbufmallocspace,
180         0, "Maximum amount of memory reserved for buffers using malloc");
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
182         "Amount of memory left for buffers using malloc-scheme");
183 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD, &getnewbufcalls, 0,
184         "New buffer header acquisition requests");
185 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD, &getnewbufrestarts,
186         0, "New buffer header acquisition restarts");
187 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recoverbufcalls, CTLFLAG_RD, &recoverbufcalls, 0,
188         "Recover VM space in an emergency");
189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RD, &bufdefragcnt, 0,
190         "Buffer acquisition restarts due to fragmented buffer map");
191 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RD, &buffreekvacnt, 0,
192         "Amount of time KVA space was deallocated in an arbitrary buffer");
193 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufreusecnt, CTLFLAG_RD, &bufreusecnt, 0,
194         "Amount of time buffer re-use operations were successful");
195 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, buf, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct buf),
196         "sizeof(struct buf)");
197
198 char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
199
200 extern int vm_swap_size;
201
202 #define VFS_BIO_NEED_ANY        0x01    /* any freeable buffer */
203 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED02   0x02
204 #define VFS_BIO_NEED_UNUSED04   0x04
205 #define VFS_BIO_NEED_BUFSPACE   0x08    /* wait for buf space, lo hysteresis */
206
207 /*
208  * bufspacewakeup:
209  *
210  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
211  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
212  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
213  *      bp's get placed back in the queues.
214  */
215
216 static __inline void
217 bufspacewakeup(void)
218 {
219         /*
220          * If someone is waiting for BUF space, wake them up.  Even
221          * though we haven't freed the kva space yet, the waiting
222          * process will be able to now.
223          */
224         if (needsbuffer & VFS_BIO_NEED_BUFSPACE) {
225                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
226                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
227                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
228                 wakeup(&needsbuffer);
229         }
230 }
231
232 /*
233  * runningbufwakeup:
234  *
235  *      Accounting for I/O in progress.
236  *
237  */
238 static __inline void
239 runningbufwakeup(struct buf *bp)
240 {
241         int totalspace;
242
243         if ((totalspace = bp->b_runningbufspace) != 0) {
244                 runningbufspace -= totalspace;
245                 --runningbufcount;
246                 bp->b_runningbufspace = 0;
247                 if (runningbufreq && runningbufspace <= lorunningspace) {
248                         runningbufreq = 0;
249                         wakeup(&runningbufreq);
250                 }
251                 bd_signal(totalspace);
252         }
253 }
254
255 /*
256  * bufcountwakeup:
257  *
258  *      Called when a buffer has been added to one of the free queues to
259  *      account for the buffer and to wakeup anyone waiting for free buffers.
260  *      This typically occurs when large amounts of metadata are being handled
261  *      by the buffer cache ( else buffer space runs out first, usually ).
262  */
263
264 static __inline void
265 bufcountwakeup(void) 
266 {
267         if (needsbuffer) {
268                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
269                 needsbuffer &= ~VFS_BIO_NEED_ANY;
270                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
271                 wakeup(&needsbuffer);
272         }
273 }
274
275 /*
276  * waitrunningbufspace()
277  *
278  * Wait for the amount of running I/O to drop to a reasonable level.
279  *
280  * The caller may be using this function to block in a tight loop, we
281  * must block of runningbufspace is greater then the passed limit.
282  * And even with that it may not be enough, due to the presence of
283  * B_LOCKED dirty buffers, so also wait for at least one running buffer
284  * to complete.
285  */
286 static __inline void
287 waitrunningbufspace(int limit)
288 {
289         int lorun;
290
291         if (lorunningspace < limit)
292                 lorun = lorunningspace;
293         else
294                 lorun = limit;
295
296         crit_enter();
297         if (runningbufspace > lorun) {
298                 while (runningbufspace > lorun) {
299                         ++runningbufreq;
300                         tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrain", 0);
301                 }
302         } else if (runningbufspace) {
303                 ++runningbufreq;
304                 tsleep(&runningbufreq, 0, "wdrain2", 1);
305         }
306         crit_exit();
307 }
308
309 /*
310  * vfs_buf_test_cache:
311  *
312  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
313  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
314  *      valid data.
315  */
316 static __inline__
317 void
318 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp,
319                   vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off, vm_offset_t size,
320                   vm_page_t m)
321 {
322         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
323                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
324                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
325                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
326         }
327 }
328
329 /*
330  * bd_speedup()
331  *
332  * Spank the buf_daemon[_hw] if the total dirty buffer space exceeds the
333  * low water mark.
334  */
335 static __inline__
336 void
337 bd_speedup(void)
338 {
339         if (dirtybufspace < lodirtybufspace && dirtybufcount < nbuf / 2)
340                 return;
341
342         if (bd_request == 0 &&
343             (dirtybufspace - dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
344              dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
345                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
346                 bd_request = 1;
347                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
348                 wakeup(&bd_request);
349         }
350         if (bd_request_hw == 0 &&
351             (dirtybufspacehw > lodirtybufspace / 2 ||
352              dirtybufcounthw >= nbuf / 2)) {
353                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
354                 bd_request_hw = 1;
355                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
356                 wakeup(&bd_request_hw);
357         }
358 }
359
360 /*
361  * bd_heatup()
362  *
363  *      Get the buf_daemon heated up when the number of running and dirty
364  *      buffers exceeds the mid-point.
365  */
366 int
367 bd_heatup(void)
368 {
369         int mid1;
370         int mid2;
371         int totalspace;
372
373         mid1 = lodirtybufspace + (hidirtybufspace - lodirtybufspace) / 2;
374
375         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
376         if (totalspace >= mid1 || dirtybufcount >= nbuf / 2) {
377                 bd_speedup();
378                 mid2 = mid1 + (hidirtybufspace - mid1) / 2;
379                 if (totalspace >= mid2)
380                         return(totalspace - mid2);
381         }
382         return(0);
383 }
384
385 /*
386  * bd_wait()
387  *
388  *      Wait for the buffer cache to flush (totalspace) bytes worth of
389  *      buffers, then return.
390  *
391  *      Regardless this function blocks while the number of dirty buffers
392  *      exceeds hidirtybufspace.
393  */
394 void
395 bd_wait(int totalspace)
396 {
397         u_int i;
398         int count;
399
400         if (curthread == bufdaemonhw_td || curthread == bufdaemon_td)
401                 return;
402
403         while (totalspace > 0) {
404                 bd_heatup();
405                 crit_enter();
406                 if (totalspace > runningbufspace + dirtybufspace)
407                         totalspace = runningbufspace + dirtybufspace;
408                 count = totalspace / BKVASIZE;
409                 if (count >= BD_WAKE_SIZE)
410                         count = BD_WAKE_SIZE - 1;
411                 i = (bd_wake_index + count) & BD_WAKE_MASK;
412                 ++bd_wake_ary[i];
413                 tsleep(&bd_wake_ary[i], 0, "flstik", hz);
414                 crit_exit();
415
416                 totalspace = runningbufspace + dirtybufspace - hidirtybufspace;
417         }
418 }
419
420 /*
421  * bd_signal()
422  * 
423  *      This function is called whenever runningbufspace or dirtybufspace
424  *      is reduced.  Track threads waiting for run+dirty buffer I/O
425  *      complete.
426  */
427 static void
428 bd_signal(int totalspace)
429 {
430         u_int i;
431
432         while (totalspace > 0) {
433                 i = atomic_fetchadd_int(&bd_wake_index, 1);
434                 i &= BD_WAKE_MASK;
435                 if (bd_wake_ary[i]) {
436                         bd_wake_ary[i] = 0;
437                         wakeup(&bd_wake_ary[i]);
438                 }
439                 totalspace -= BKVASIZE;
440         }
441 }
442
443 /*
444  * bufinit:
445  *
446  *      Load time initialisation of the buffer cache, called from machine
447  *      dependant initialization code. 
448  */
449 void
450 bufinit(void)
451 {
452         struct buf *bp;
453         vm_offset_t bogus_offset;
454         int i;
455
456         spin_init(&needsbuffer_spin);
457
458         /* next, make a null set of free lists */
459         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
460                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
461
462         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
463         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
464                 bp = &buf[i];
465                 bzero(bp, sizeof *bp);
466                 bp->b_flags = B_INVAL;  /* we're just an empty header */
467                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
468                 bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
469                 initbufbio(bp);
470                 xio_init(&bp->b_xio);
471                 buf_dep_init(bp);
472                 BUF_LOCKINIT(bp);
473                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
474         }
475
476         /*
477          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
478          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
479          * is nominally used by buf_daemon.  hibufspace is the nominal maximum
480          * used by most other processes.  The differential is required to 
481          * ensure that buf_daemon is able to run when other processes might 
482          * be blocked waiting for buffer space.
483          *
484          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
485          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
486          * by the system.
487          */
488         maxbufspace = nbuf * BKVASIZE;
489         hibufspace = imax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - MAXBSIZE * 10);
490         lobufspace = hibufspace - MAXBSIZE;
491
492         lorunningspace = 512 * 1024;
493         hirunningspace = 1024 * 1024;
494
495         /*
496          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently
497          * into the kernel space.  Even though this is accounted for in
498          * the buffer allocation, we don't want the malloced region to grow
499          * uncontrolled.  The malloc scheme improves memory utilization
500          * significantly on average (small) directories.
501          */
502         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
503
504         /*
505          * Reduce the chance of a deadlock occuring by limiting the number
506          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
507          */
508         hidirtybufspace = hibufspace / 2;
509         dirtybufspace = 0;
510         dirtybufspacehw = 0;
511
512         lodirtybufspace = hidirtybufspace / 2;
513
514         /*
515          * Maximum number of async ops initiated per buf_daemon loop.  This is
516          * somewhat of a hack at the moment, we really need to limit ourselves
517          * based on the number of bytes of I/O in-transit that were initiated
518          * from buf_daemon.
519          */
520
521         bogus_offset = kmem_alloc_pageable(&kernel_map, PAGE_SIZE);
522         bogus_page = vm_page_alloc(&kernel_object,
523                                    (bogus_offset >> PAGE_SHIFT),
524                                    VM_ALLOC_NORMAL);
525         vmstats.v_wire_count++;
526
527 }
528
529 /*
530  * Initialize the embedded bio structures
531  */
532 void
533 initbufbio(struct buf *bp)
534 {
535         bp->b_bio1.bio_buf = bp;
536         bp->b_bio1.bio_prev = NULL;
537         bp->b_bio1.bio_offset = NOOFFSET;
538         bp->b_bio1.bio_next = &bp->b_bio2;
539         bp->b_bio1.bio_done = NULL;
540
541         bp->b_bio2.bio_buf = bp;
542         bp->b_bio2.bio_prev = &bp->b_bio1;
543         bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
544         bp->b_bio2.bio_next = NULL;
545         bp->b_bio2.bio_done = NULL;
546 }
547
548 /*
549  * Reinitialize the embedded bio structures as well as any additional
550  * translation cache layers.
551  */
552 void
553 reinitbufbio(struct buf *bp)
554 {
555         struct bio *bio;
556
557         for (bio = &bp->b_bio1; bio; bio = bio->bio_next) {
558                 bio->bio_done = NULL;
559                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
560         }
561 }
562
563 /*
564  * Push another BIO layer onto an existing BIO and return it.  The new
565  * BIO layer may already exist, holding cached translation data.
566  */
567 struct bio *
568 push_bio(struct bio *bio)
569 {
570         struct bio *nbio;
571
572         if ((nbio = bio->bio_next) == NULL) {
573                 int index = bio - &bio->bio_buf->b_bio_array[0];
574                 if (index >= NBUF_BIO - 1) {
575                         panic("push_bio: too many layers bp %p\n",
576                                 bio->bio_buf);
577                 }
578                 nbio = &bio->bio_buf->b_bio_array[index + 1];
579                 bio->bio_next = nbio;
580                 nbio->bio_prev = bio;
581                 nbio->bio_buf = bio->bio_buf;
582                 nbio->bio_offset = NOOFFSET;
583                 nbio->bio_done = NULL;
584                 nbio->bio_next = NULL;
585         }
586         KKASSERT(nbio->bio_done == NULL);
587         return(nbio);
588 }
589
590 /*
591  * Pop a BIO translation layer, returning the previous layer.  The
592  * must have been previously pushed.
593  */
594 struct bio *
595 pop_bio(struct bio *bio)
596 {
597         return(bio->bio_prev);
598 }
599
600 void
601 clearbiocache(struct bio *bio)
602 {
603         while (bio) {
604                 bio->bio_offset = NOOFFSET;
605                 bio = bio->bio_next;
606         }
607 }
608
609 /*
610  * bfreekva:
611  *
612  *      Free the KVA allocation for buffer 'bp'.
613  *
614  *      Must be called from a critical section as this is the only locking for
615  *      buffer_map.
616  *
617  *      Since this call frees up buffer space, we call bufspacewakeup().
618  */
619 static void
620 bfreekva(struct buf *bp)
621 {
622         int count;
623
624         if (bp->b_kvasize) {
625                 ++buffreekvacnt;
626                 count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
627                 vm_map_lock(&buffer_map);
628                 bufspace -= bp->b_kvasize;
629                 vm_map_delete(&buffer_map,
630                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase,
631                     (vm_offset_t) bp->b_kvabase + bp->b_kvasize,
632                     &count
633                 );
634                 vm_map_unlock(&buffer_map);
635                 vm_map_entry_release(count);
636                 bp->b_kvasize = 0;
637                 bufspacewakeup();
638         }
639 }
640
641 /*
642  * bremfree:
643  *
644  *      Remove the buffer from the appropriate free list.
645  */
646 void
647 bremfree(struct buf *bp)
648 {
649         int old_qindex;
650
651         crit_enter();
652         old_qindex = bp->b_qindex;
653
654         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE) {
655                 KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) == 1, 
656                                 ("bremfree: bp %p not locked",bp));
657                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
658                 bp->b_qindex = BQUEUE_NONE;
659         } else {
660                 if (BUF_REFCNTNB(bp) <= 1)
661                         panic("bremfree: removing a buffer not on a queue");
662         }
663
664         crit_exit();
665 }
666
667
668 /*
669  * bread:
670  *
671  *      Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
672  *      must clear B_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
673  *      is set, the buffer is valid and we do not have to do anything ( see
674  *      getblk() ).
675  */
676 int
677 bread(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, struct buf **bpp)
678 {
679         struct buf *bp;
680
681         bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
682         *bpp = bp;
683
684         /* if not found in cache, do some I/O */
685         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
686                 KASSERT(!(bp->b_flags & B_ASYNC),
687                         ("bread: illegal async bp %p", bp));
688                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
689                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
690                 vfs_busy_pages(vp, bp);
691                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
692                 return (biowait(bp));
693         }
694         return (0);
695 }
696
697 /*
698  * breadn:
699  *
700  *      Operates like bread, but also starts asynchronous I/O on
701  *      read-ahead blocks.  We must clear B_ERROR and B_INVAL prior
702  *      to initiating I/O . If B_CACHE is set, the buffer is valid 
703  *      and we do not have to do anything.
704  */
705 int
706 breadn(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, off_t *raoffset,
707         int *rabsize, int cnt, struct buf **bpp)
708 {
709         struct buf *bp, *rabp;
710         int i;
711         int rv = 0, readwait = 0;
712
713         *bpp = bp = getblk(vp, loffset, size, 0, 0);
714
715         /* if not found in cache, do some I/O */
716         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
717                 bp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
718                 bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
719                 vfs_busy_pages(vp, bp);
720                 vn_strategy(vp, &bp->b_bio1);
721                 ++readwait;
722         }
723
724         for (i = 0; i < cnt; i++, raoffset++, rabsize++) {
725                 if (inmem(vp, *raoffset))
726                         continue;
727                 rabp = getblk(vp, *raoffset, *rabsize, 0, 0);
728
729                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
730                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
731                         rabp->b_flags &= ~(B_ERROR | B_INVAL);
732                         rabp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
733                         vfs_busy_pages(vp, rabp);
734                         BUF_KERNPROC(rabp);
735                         vn_strategy(vp, &rabp->b_bio1);
736                 } else {
737                         brelse(rabp);
738                 }
739         }
740
741         if (readwait) {
742                 rv = biowait(bp);
743         }
744         return (rv);
745 }
746
747 /*
748  * bwrite:
749  *
750  *      Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
751  *      if async).  Do not bother writing anything if the buffer
752  *      is invalid.
753  *
754  *      Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
755  *      fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
756  *      now so we set it generally.  This could be set either here 
757  *      or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
758  *      here.
759  */
760 int
761 bwrite(struct buf *bp)
762 {
763         int oldflags;
764
765         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
766                 brelse(bp);
767                 return (0);
768         }
769
770         oldflags = bp->b_flags;
771
772         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
773                 panic("bwrite: buffer is not busy???");
774         crit_enter();
775
776         /* Mark the buffer clean */
777         bundirty(bp);
778
779         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
780         bp->b_flags |= B_CACHE;
781         bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
782         vfs_busy_pages(bp->b_vp, bp);
783
784         /*
785          * Normal bwrites pipeline writes.  NOTE: b_bufsize is only
786          * valid for vnode-backed buffers.
787          */
788         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
789         if (bp->b_runningbufspace) {
790                 runningbufspace += bp->b_runningbufspace;
791                 ++runningbufcount;
792         }
793
794         crit_exit();
795         if (oldflags & B_ASYNC)
796                 BUF_KERNPROC(bp);
797         vn_strategy(bp->b_vp, &bp->b_bio1);
798
799         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
800                 int rtval = biowait(bp);
801                 brelse(bp);
802                 return (rtval);
803         }
804         return (0);
805 }
806
807 /*
808  * bdwrite:
809  *
810  *      Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
811  *      anything if the buffer is marked invalid.
812  *
813  *      Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
814  *      set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
815  *      biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
816  *      out synchronously.
817  */
818 void
819 bdwrite(struct buf *bp)
820 {
821         if (BUF_REFCNTNB(bp) == 0)
822                 panic("bdwrite: buffer is not busy");
823
824         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
825                 brelse(bp);
826                 return;
827         }
828         bdirty(bp);
829
830         /*
831          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
832          * true even of NFS now.
833          */
834         bp->b_flags |= B_CACHE;
835
836         /*
837          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
838          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
839          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
840          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
841          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
842          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
843          * the bmap then...  So, this is important to do.
844          */
845         if (bp->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) {
846                 VOP_BMAP(bp->b_vp, bp->b_loffset, &bp->b_bio2.bio_offset,
847                          NULL, NULL, BUF_CMD_WRITE);
848         }
849
850         /*
851          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty pages.
852          */
853         vfs_setdirty(bp);
854
855         /*
856          * We need to do this here to satisfy the vnode_pager and the
857          * pageout daemon, so that it thinks that the pages have been
858          * "cleaned".  Note that since the pages are in a delayed write
859          * buffer -- the VFS layer "will" see that the pages get written
860          * out on the next sync, or perhaps the cluster will be completed.
861          */
862         vfs_clean_pages(bp);
863         bqrelse(bp);
864
865         /*
866          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
867          * due to the softdep code.
868          */
869 }
870
871 /*
872  * bdirty:
873  *
874  *      Turn buffer into delayed write request by marking it B_DELWRI.
875  *      B_RELBUF and B_NOCACHE must be cleared.
876  *
877  *      We reassign the buffer to itself to properly update it in the
878  *      dirty/clean lists. 
879  *
880  *      Must be called from a critical section.
881  *      The buffer must be on BQUEUE_NONE.
882  */
883 void
884 bdirty(struct buf *bp)
885 {
886         KASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_NONE, ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
887         if (bp->b_flags & B_NOCACHE) {
888                 kprintf("bdirty: clearing B_NOCACHE on buf %p\n", bp);
889                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
890         }
891         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
892                 kprintf("bdirty: warning, dirtying invalid buffer %p\n", bp);
893         }
894         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
895
896         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
897                 bp->b_flags |= B_DELWRI;
898                 reassignbuf(bp);
899                 ++dirtybufcount;
900                 dirtybufspace += bp->b_bufsize;
901                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
902                         ++dirtybufcounthw;
903                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
904                 }
905                 bd_heatup();
906         }
907 }
908
909 /*
910  * Set B_HEAVY, indicating that this is a heavy-weight buffer that
911  * needs to be flushed with a different buf_daemon thread to avoid
912  * deadlocks.  B_HEAVY also imposes restrictions in getnewbuf().
913  */
914 void
915 bheavy(struct buf *bp)
916 {
917         if ((bp->b_flags & B_HEAVY) == 0) {
918                 bp->b_flags |= B_HEAVY;
919                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
920                         ++dirtybufcounthw;
921                         dirtybufspacehw += bp->b_bufsize;
922                 }
923         }
924 }
925
926 /*
927  * bundirty:
928  *
929  *      Clear B_DELWRI for buffer.
930  *
931  *      Must be called from a critical section.
932  *
933  *      The buffer is typically on BQUEUE_NONE but there is one case in 
934  *      brelse() that calls this function after placing the buffer on
935  *      a different queue.
936  */
937
938 void
939 bundirty(struct buf *bp)
940 {
941         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
942                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
943                 reassignbuf(bp);
944                 --dirtybufcount;
945                 dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
946                 if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
947                         --dirtybufcounthw;
948                         dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
949                 }
950                 bd_signal(bp->b_bufsize);
951         }
952         /*
953          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
954          */
955         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
956 }
957
958 /*
959  * bawrite:
960  *
961  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
962  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
963  *
964  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
965  *      B_INVAL buffers.  Not us.
966  */
967 void
968 bawrite(struct buf *bp)
969 {
970         bp->b_flags |= B_ASYNC;
971         bwrite(bp);
972 }
973
974 /*
975  * bowrite:
976  *
977  *      Ordered write.  Start output on a buffer, and flag it so that the 
978  *      device will write it in the order it was queued.  The buffer is 
979  *      released when the output completes.  bwrite() ( or the VOP routine
980  *      anyway ) is responsible for handling B_INVAL buffers.
981  */
982 int
983 bowrite(struct buf *bp)
984 {
985         bp->b_flags |= B_ORDERED | B_ASYNC;
986         return (bwrite(bp));
987 }
988
989 /*
990  * buf_dirty_count_severe:
991  *
992  *      Return true if we have too many dirty buffers.
993  */
994 int
995 buf_dirty_count_severe(void)
996 {
997         return (runningbufspace + dirtybufspace >= hidirtybufspace ||
998                 dirtybufcount >= nbuf / 2);
999 }
1000
1001 /*
1002  * brelse:
1003  *
1004  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
1005  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
1006  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
1007  */
1008 void
1009 brelse(struct buf *bp)
1010 {
1011 #ifdef INVARIANTS
1012         int saved_flags = bp->b_flags;
1013 #endif
1014
1015         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1016
1017         crit_enter();
1018
1019         /*
1020          * If B_NOCACHE is set we are being asked to destroy the buffer and
1021          * its backing store.  Clear B_DELWRI.
1022          *
1023          * B_NOCACHE is set in two cases: (1) when the caller really wants
1024          * to destroy the buffer and backing store and (2) when the caller
1025          * wants to destroy the buffer and backing store after a write 
1026          * completes.
1027          */
1028         if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_DELWRI)) == (B_NOCACHE|B_DELWRI)) {
1029                 bundirty(bp);
1030         }
1031
1032         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
1033                 /*
1034                  * A re-dirtied buffer is only subject to destruction
1035                  * by B_INVAL.  B_ERROR and B_NOCACHE are ignored.
1036                  */
1037                 /* leave buffer intact */
1038         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR)) ||
1039                    (bp->b_bufsize <= 0)) {
1040                 /*
1041                  * Either a failed read or we were asked to free or not
1042                  * cache the buffer.  This path is reached with B_DELWRI
1043                  * set only if B_INVAL is already set.  B_NOCACHE governs
1044                  * backing store destruction.
1045                  *
1046                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED in buf_deallocate if the
1047                  * buffer cannot be immediately freed.
1048                  */
1049                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1050                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1051                         buf_deallocate(bp);
1052                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1053                         --dirtybufcount;
1054                         dirtybufspace -= bp->b_bufsize;
1055                         if (bp->b_flags & B_HEAVY) {
1056                                 --dirtybufcounthw;
1057                                 dirtybufspacehw -= bp->b_bufsize;
1058                         }
1059                         bd_signal(bp->b_bufsize);
1060                 }
1061                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
1062         }
1063
1064         /*
1065          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI or B_LOCKED is set.
1066          * If vfs_vmio_release() is called with either bit set, the
1067          * underlying pages may wind up getting freed causing a previous
1068          * write (bdwrite()) to get 'lost' because pages associated with
1069          * a B_DELWRI bp are marked clean.  Pages associated with a
1070          * B_LOCKED buffer may be mapped by the filesystem.
1071          *
1072          * If we want to release the buffer ourselves (rather then the
1073          * originator asking us to release it), give the originator a
1074          * chance to countermand the release by setting B_LOCKED.
1075          * 
1076          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_release(), even
1077          * if B_DELWRI is set.
1078          *
1079          * If B_DELWRI is not set we may have to set B_RELBUF if we are low
1080          * on pages to return pages to the VM page queues.
1081          */
1082         if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED)) {
1083                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1084         } else if (vm_page_count_severe()) {
1085                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
1086                         buf_deallocate(bp);             /* can set B_LOCKED */
1087                 if (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_LOCKED))
1088                         bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
1089                 else
1090                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
1091         }
1092
1093         /*
1094          * Make sure b_cmd is clear.  It may have already been cleared by
1095          * biodone().
1096          *
1097          * At this point destroying the buffer is governed by the B_INVAL 
1098          * or B_RELBUF flags.
1099          */
1100         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1101
1102         /*
1103          * VMIO buffer rundown.  Make sure the VM page array is restored
1104          * after an I/O may have replaces some of the pages with bogus pages
1105          * in order to not destroy dirty pages in a fill-in read.
1106          *
1107          * Note that due to the code above, if a buffer is marked B_DELWRI
1108          * then the B_RELBUF and B_NOCACHE bits will always be clear.
1109          * B_INVAL may still be set, however.
1110          *
1111          * For clean buffers, B_INVAL or B_RELBUF will destroy the buffer
1112          * but not the backing store.   B_NOCACHE will destroy the backing
1113          * store.
1114          *
1115          * Note that dirty NFS buffers contain byte-granular write ranges
1116          * and should not be destroyed w/ B_INVAL even if the backing store
1117          * is left intact.
1118          */
1119         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1120                 /*
1121                  * Rundown for VMIO buffers which are not dirty NFS buffers.
1122                  */
1123                 int i, j, resid;
1124                 vm_page_t m;
1125                 off_t foff;
1126                 vm_pindex_t poff;
1127                 vm_object_t obj;
1128                 struct vnode *vp;
1129
1130                 vp = bp->b_vp;
1131
1132                 /*
1133                  * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
1134                  * in the VMIO case if the buffer block size is not
1135                  * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
1136                  * But our b_xio.xio_pages array *IS* page aligned.
1137                  *
1138                  * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
1139                  * supported due to the page granularity bits (m->valid,
1140                  * m->dirty, etc...). 
1141                  *
1142                  * See man buf(9) for more information
1143                  */
1144
1145                 resid = bp->b_bufsize;
1146                 foff = bp->b_loffset;
1147
1148                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1149                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1150                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1151                         /*
1152                          * If we hit a bogus page, fixup *all* of them
1153                          * now.  Note that we left these pages wired
1154                          * when we removed them so they had better exist,
1155                          * and they cannot be ripped out from under us so
1156                          * no critical section protection is necessary.
1157                          */
1158                         if (m == bogus_page) {
1159                                 obj = vp->v_object;
1160                                 poff = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset);
1161
1162                                 for (j = i; j < bp->b_xio.xio_npages; j++) {
1163                                         vm_page_t mtmp;
1164
1165                                         mtmp = bp->b_xio.xio_pages[j];
1166                                         if (mtmp == bogus_page) {
1167                                                 mtmp = vm_page_lookup(obj, poff + j);
1168                                                 if (!mtmp) {
1169                                                         panic("brelse: page missing");
1170                                                 }
1171                                                 bp->b_xio.xio_pages[j] = mtmp;
1172                                         }
1173                                 }
1174
1175                                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) == 0) {
1176                                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
1177                                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
1178                                 }
1179                                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1180                         }
1181
1182                         /*
1183                          * Invalidate the backing store if B_NOCACHE is set
1184                          * (e.g. used with vinvalbuf()).  If this is NFS
1185                          * we impose a requirement that the block size be
1186                          * a multiple of PAGE_SIZE and create a temporary
1187                          * hack to basically invalidate the whole page.  The
1188                          * problem is that NFS uses really odd buffer sizes
1189                          * especially when tracking piecemeal writes and
1190                          * it also vinvalbuf()'s a lot, which would result
1191                          * in only partial page validation and invalidation
1192                          * here.  If the file page is mmap()'d, however,
1193                          * all the valid bits get set so after we invalidate
1194                          * here we would end up with weird m->valid values
1195                          * like 0xfc.  nfs_getpages() can't handle this so
1196                          * we clear all the valid bits for the NFS case
1197                          * instead of just some of them.
1198                          *
1199                          * The real bug is the VM system having to set m->valid
1200                          * to VM_PAGE_BITS_ALL for faulted-in pages, which
1201                          * itself is an artifact of the whole 512-byte
1202                          * granular mess that exists to support odd block 
1203                          * sizes and UFS meta-data block sizes (e.g. 6144).
1204                          * A complete rewrite is required.
1205                          */
1206                         if (bp->b_flags & (B_NOCACHE|B_ERROR)) {
1207                                 int poffset = foff & PAGE_MASK;
1208                                 int presid;
1209
1210                                 presid = PAGE_SIZE - poffset;
1211                                 if (bp->b_vp->v_tag == VT_NFS &&
1212                                     bp->b_vp->v_type == VREG) {
1213                                         ; /* entire page */
1214                                 } else if (presid > resid) {
1215                                         presid = resid;
1216                                 }
1217                                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
1218                                 vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
1219                         }
1220                         resid -= PAGE_SIZE - (foff & PAGE_MASK);
1221                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
1222                 }
1223                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF))
1224                         vfs_vmio_release(bp);
1225         } else {
1226                 /*
1227                  * Rundown for non-VMIO buffers.
1228                  */
1229                 if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) {
1230 #if 0
1231                         if (bp->b_vp)
1232                                 kprintf("brelse bp %p %08x/%08x: Warning, caught and fixed brelvp bug\n", bp, saved_flags, bp->b_flags);
1233 #endif
1234                         if (bp->b_bufsize)
1235                                 allocbuf(bp, 0);
1236                         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1237                         if (bp->b_vp)
1238                                 brelvp(bp);
1239                 }
1240         }
1241                         
1242         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1243                 panic("brelse: free buffer onto another queue???");
1244         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1245                 /* Temporary panic to verify exclusive locking */
1246                 /* This panic goes away when we allow shared refs */
1247                 panic("brelse: multiple refs");
1248                 /* do not release to free list */
1249                 BUF_UNLOCK(bp);
1250                 crit_exit();
1251                 return;
1252         }
1253
1254         /*
1255          * Figure out the correct queue to place the cleaned up buffer on.
1256          * Buffers placed in the EMPTY or EMPTYKVA had better already be
1257          * disassociated from their vnode.
1258          */
1259         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1260                 /*
1261                  * Buffers that are locked are placed in the locked queue
1262                  * immediately, regardless of their state.
1263                  */
1264                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1265                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1266         } else if (bp->b_bufsize == 0) {
1267                 /*
1268                  * Buffers with no memory.  Due to conditionals near the top
1269                  * of brelse() such buffers should probably already be
1270                  * marked B_INVAL and disassociated from their vnode.
1271                  */
1272                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1273                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp1 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1274                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1275                 if (bp->b_kvasize) {
1276                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1277                 } else {
1278                         bp->b_qindex = BQUEUE_EMPTY;
1279                 }
1280                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1281         } else if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) {
1282                 /*
1283                  * Buffers with junk contents.   Again these buffers had better
1284                  * already be disassociated from their vnode.
1285                  */
1286                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp2 %p flags %08x/%08x vnode %p unexpectededly still associated!", bp, saved_flags, bp->b_flags, bp->b_vp));
1287                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1288                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1289                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1290                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1291         } else {
1292                 /*
1293                  * Remaining buffers.  These buffers are still associated with
1294                  * their vnode.
1295                  */
1296                 switch(bp->b_flags & (B_DELWRI|B_HEAVY)) {
1297                 case B_DELWRI:
1298                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY;
1299                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY], bp, b_freelist);
1300                     break;
1301                 case B_DELWRI | B_HEAVY:
1302                     bp->b_qindex = BQUEUE_DIRTY_HW;
1303                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_DIRTY_HW], bp,
1304                                       b_freelist);
1305                     break;
1306                 default:
1307                     /*
1308                      * NOTE: Buffers are always placed at the end of the
1309                      * queue.  If B_AGE is not set the buffer will cycle
1310                      * through the queue twice.
1311                      */
1312                     bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1313                     TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1314                     break;
1315                 }
1316         }
1317
1318         /*
1319          * If B_INVAL, clear B_DELWRI.  We've already placed the buffer
1320          * on the correct queue.
1321          */
1322         if ((bp->b_flags & (B_INVAL|B_DELWRI)) == (B_INVAL|B_DELWRI))
1323                 bundirty(bp);
1324
1325         /*
1326          * The bp is on an appropriate queue unless locked.  If it is not
1327          * locked or dirty we can wakeup threads waiting for buffer space.
1328          *
1329          * We've already handled the B_INVAL case ( B_DELWRI will be clear
1330          * if B_INVAL is set ).
1331          */
1332         if ((bp->b_flags & (B_LOCKED|B_DELWRI)) == 0)
1333                 bufcountwakeup();
1334
1335         /*
1336          * Something we can maybe free or reuse
1337          */
1338         if (bp->b_bufsize || bp->b_kvasize)
1339                 bufspacewakeup();
1340
1341         /*
1342          * Clean up temporary flags and unlock the buffer.
1343          */
1344         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
1345         BUF_UNLOCK(bp);
1346         crit_exit();
1347 }
1348
1349 /*
1350  * bqrelse:
1351  *
1352  *      Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
1353  *      it.  The buffer is expected to be used again soon.
1354  *
1355  *      bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
1356  *      biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
1357  *      known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
1358  *      again soon.
1359  *
1360  *      XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
1361  */
1362 void
1363 bqrelse(struct buf *bp)
1364 {
1365         crit_enter();
1366
1367         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)), ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
1368
1369         if (bp->b_qindex != BQUEUE_NONE)
1370                 panic("bqrelse: free buffer onto another queue???");
1371         if (BUF_REFCNTNB(bp) > 1) {
1372                 /* do not release to free list */
1373                 panic("bqrelse: multiple refs");
1374                 BUF_UNLOCK(bp);
1375                 crit_exit();
1376                 return;
1377         }
1378         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1379                 /*
1380                  * Locked buffers are released to the locked queue.  However,
1381                  * if the buffer is dirty it will first go into the dirty
1382                  * queue and later on after the I/O completes successfully it
1383                  * will be released to the locked queue.
1384                  */
1385                 bp->b_qindex = BQUEUE_LOCKED;
1386                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_LOCKED], bp, b_freelist);
1387         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
1388                 bp->b_qindex = (bp->b_flags & B_HEAVY) ?
1389                                BQUEUE_DIRTY_HW : BQUEUE_DIRTY;
1390                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1391         } else if (vm_page_count_severe()) {
1392                 /*
1393                  * We are too low on memory, we have to try to free the
1394                  * buffer (most importantly: the wired pages making up its
1395                  * backing store) *now*.
1396                  */
1397                 crit_exit();
1398                 brelse(bp);
1399                 return;
1400         } else {
1401                 bp->b_qindex = BQUEUE_CLEAN;
1402                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1403         }
1404
1405         if ((bp->b_flags & B_LOCKED) == 0 &&
1406             ((bp->b_flags & B_INVAL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
1407                 bufcountwakeup();
1408         }
1409
1410         /*
1411          * Something we can maybe free or reuse.
1412          */
1413         if (bp->b_bufsize && !(bp->b_flags & B_DELWRI))
1414                 bufspacewakeup();
1415
1416         /*
1417          * Final cleanup and unlock.  Clear bits that are only used while a
1418          * buffer is actively locked.
1419          */
1420         bp->b_flags &= ~(B_ORDERED | B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF);
1421         BUF_UNLOCK(bp);
1422         crit_exit();
1423 }
1424
1425 /*
1426  * vfs_vmio_release:
1427  *
1428  *      Return backing pages held by the buffer 'bp' back to the VM system
1429  *      if possible.  The pages are freed if they are no longer valid or
1430  *      attempt to free if it was used for direct I/O otherwise they are
1431  *      sent to the page cache.
1432  *
1433  *      Pages that were marked busy are left alone and skipped.
1434  *
1435  *      The KVA mapping (b_data) for the underlying pages is removed by
1436  *      this function.
1437  */
1438 static void
1439 vfs_vmio_release(struct buf *bp)
1440 {
1441         int i;
1442         vm_page_t m;
1443
1444         crit_enter();
1445         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
1446                 m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1447                 bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
1448                 /*
1449                  * In order to keep page LRU ordering consistent, put
1450                  * everything on the inactive queue.
1451                  */
1452                 vm_page_unwire(m, 0);
1453                 /*
1454                  * We don't mess with busy pages, it is
1455                  * the responsibility of the process that
1456                  * busied the pages to deal with them.
1457                  */
1458                 if ((m->flags & PG_BUSY) || (m->busy != 0))
1459                         continue;
1460                         
1461                 if (m->wire_count == 0) {
1462                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1463                         /*
1464                          * Might as well free the page if we can and it has
1465                          * no valid data.  We also free the page if the
1466                          * buffer was used for direct I/O.
1467                          */
1468                         if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0 && !m->valid &&
1469                                         m->hold_count == 0) {
1470                                 vm_page_busy(m);
1471                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
1472                                 vm_page_free(m);
1473                         } else if (bp->b_flags & B_DIRECT) {
1474                                 vm_page_try_to_free(m);
1475                         } else if (vm_page_count_severe()) {
1476                                 vm_page_try_to_cache(m);
1477                         }
1478                 }
1479         }
1480         crit_exit();
1481         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t) bp->b_data), bp->b_xio.xio_npages);
1482         if (bp->b_bufsize) {
1483                 bufspacewakeup();
1484                 bp->b_bufsize = 0;
1485         }
1486         bp->b_xio.xio_npages = 0;
1487         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
1488         KKASSERT (LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1489         if (bp->b_vp)
1490                 brelvp(bp);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * vfs_bio_awrite:
1495  *
1496  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
1497  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
1498  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
1499  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
1500  *
1501  *      The buffer is locked on call.
1502  */
1503 int
1504 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
1505 {
1506         int i;
1507         int j;
1508         off_t loffset = bp->b_loffset;
1509         struct vnode *vp = bp->b_vp;
1510         int nbytes;
1511         struct buf *bpa;
1512         int nwritten;
1513         int size;
1514
1515         crit_enter();
1516         /*
1517          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
1518          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
1519          * rather then at the beginning.
1520          *
1521          * NOTE: b_bio1 contains the logical loffset and is aliased
1522          * to b_loffset.  b_bio2 contains the translated block number.
1523          */
1524         if ((vp->v_type == VREG) && 
1525             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
1526             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
1527
1528                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
1529
1530                 for (i = size; i < MAXPHYS; i += size) {
1531                         if ((bpa = findblk(vp, loffset + i)) &&
1532                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1533                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1534                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1535                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1536                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1537                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1538                                      bp->b_bio2.bio_offset + i))
1539                                         break;
1540                         } else {
1541                                 break;
1542                         }
1543                 }
1544                 for (j = size; i + j <= MAXPHYS && j <= loffset; j += size) {
1545                         if ((bpa = findblk(vp, loffset - j)) &&
1546                             BUF_REFCNT(bpa) == 0 &&
1547                             ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) ==
1548                             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK)) &&
1549                             (bpa->b_bufsize == size)) {
1550                                 if ((bpa->b_bio2.bio_offset == NOOFFSET) ||
1551                                     (bpa->b_bio2.bio_offset !=
1552                                      bp->b_bio2.bio_offset - j))
1553                                         break;
1554                         } else {
1555                                 break;
1556                         }
1557                 }
1558                 j -= size;
1559                 nbytes = (i + j);
1560                 /*
1561                  * this is a possible cluster write
1562                  */
1563                 if (nbytes != size) {
1564                         BUF_UNLOCK(bp);
1565                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size,
1566                                                   loffset - j, nbytes);
1567                         crit_exit();
1568                         return nwritten;
1569                 }
1570         }
1571
1572         bremfree(bp);
1573         bp->b_flags |= B_ASYNC;
1574
1575         crit_exit();
1576         /*
1577          * default (old) behavior, writing out only one block
1578          *
1579          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
1580          */
1581         nwritten = bp->b_bufsize;
1582         bwrite(bp);
1583
1584         return nwritten;
1585 }
1586
1587 /*
1588  * getnewbuf:
1589  *
1590  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers 
1591  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
1592  *
1593  *      Important:  B_INVAL is not set.  If the caller wishes to throw the
1594  *      buffer away, the caller must set B_INVAL prior to calling brelse().
1595  *
1596  *      We block if:
1597  *              We have insufficient buffer headers
1598  *              We have insufficient buffer space
1599  *              buffer_map is too fragmented ( space reservation fails )
1600  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
1601  *
1602  *      To avoid VFS layer recursion we do not flush dirty buffers ourselves.
1603  *      Instead we ask the buf daemon to do it for us.  We attempt to
1604  *      avoid piecemeal wakeups of the pageout daemon.
1605  */
1606
1607 static struct buf *
1608 getnewbuf(int blkflags, int slptimeo, int size, int maxsize)
1609 {
1610         struct buf *bp;
1611         struct buf *nbp;
1612         int defrag = 0;
1613         int nqindex;
1614         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
1615         static int flushingbufs;
1616
1617         /*
1618          * We can't afford to block since we might be holding a vnode lock,
1619          * which may prevent system daemons from running.  We deal with
1620          * low-memory situations by proactively returning memory and running
1621          * async I/O rather then sync I/O.
1622          */
1623         
1624         ++getnewbufcalls;
1625         --getnewbufrestarts;
1626 restart:
1627         ++getnewbufrestarts;
1628
1629         /*
1630          * Setup for scan.  If we do not have enough free buffers,
1631          * we setup a degenerate case that immediately fails.  Note
1632          * that if we are specially marked process, we are allowed to
1633          * dip into our reserves.
1634          *
1635          * The scanning sequence is nominally:  EMPTY->EMPTYKVA->CLEAN
1636          *
1637          * We start with EMPTYKVA.  If the list is empty we backup to EMPTY.
1638          * However, there are a number of cases (defragging, reusing, ...)
1639          * where we cannot backup.
1640          */
1641         nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1642         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA]);
1643
1644         if (nbp == NULL) {
1645                 /*
1646                  * If no EMPTYKVA buffers and we are either
1647                  * defragging or reusing, locate a CLEAN buffer
1648                  * to free or reuse.  If bufspace useage is low
1649                  * skip this step so we can allocate a new buffer.
1650                  */
1651                 if (defrag || bufspace >= lobufspace) {
1652                         nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1653                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1654                 }
1655
1656                 /*
1657                  * If we could not find or were not allowed to reuse a
1658                  * CLEAN buffer, check to see if it is ok to use an EMPTY
1659                  * buffer.  We can only use an EMPTY buffer if allocating
1660                  * its KVA would not otherwise run us out of buffer space.
1661                  */
1662                 if (nbp == NULL && defrag == 0 &&
1663                     bufspace + maxsize < hibufspace) {
1664                         nqindex = BQUEUE_EMPTY;
1665                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTY]);
1666                 }
1667         }
1668
1669         /*
1670          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1671          * depending.
1672          */
1673
1674         while ((bp = nbp) != NULL) {
1675                 int qindex = nqindex;
1676
1677                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1678
1679                 /*
1680                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
1681                  * cycles through the queue twice before being selected.
1682                  */
1683                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN && 
1684                     (bp->b_flags & B_AGE) == 0 && nbp) {
1685                         bp->b_flags |= B_AGE;
1686                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1687                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[qindex], bp, b_freelist);
1688                         continue;
1689                 }
1690
1691                 /*
1692                  * Calculate next bp ( we can only use it if we do not block
1693                  * or do other fancy things ).
1694                  */
1695                 if (nbp == NULL) {
1696                         switch(qindex) {
1697                         case BQUEUE_EMPTY:
1698                                 nqindex = BQUEUE_EMPTYKVA;
1699                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_EMPTYKVA])))
1700                                         break;
1701                                 /* fall through */
1702                         case BQUEUE_EMPTYKVA:
1703                                 nqindex = BQUEUE_CLEAN;
1704                                 if ((nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN])))
1705                                         break;
1706                                 /* fall through */
1707                         case BQUEUE_CLEAN:
1708                                 /*
1709                                  * nbp is NULL. 
1710                                  */
1711                                 break;
1712                         }
1713                 }
1714
1715                 /*
1716                  * Sanity Checks
1717                  */
1718                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex, ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1719
1720                 /*
1721                  * Note: we no longer distinguish between VMIO and non-VMIO
1722                  * buffers.
1723                  */
1724
1725                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0, ("delwri buffer %p found in queue %d", bp, qindex));
1726
1727                 /*
1728                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1729                  * b_kvasize != 0.  XXX this situation should no longer
1730                  * occur, if defrag is non-zero the buffer's b_kvasize
1731                  * should also be non-zero at this point.  XXX
1732                  */
1733                 if (defrag && bp->b_kvasize == 0) {
1734                         kprintf("Warning: defrag empty buffer %p\n", bp);
1735                         continue;
1736                 }
1737
1738                 /*
1739                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.  nbp
1740                  * remains valid only for BQUEUE_EMPTY[KVA] bp's.  Buffers
1741                  * on the clean list must be disassociated from their 
1742                  * current vnode.  Buffers on the empty[kva] lists have
1743                  * already been disassociated.
1744                  */
1745
1746                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
1747                         kprintf("getnewbuf: warning, locked buf %p, race corrected\n", bp);
1748                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
1749                         goto restart;
1750                 }
1751                 if (bp->b_qindex != qindex) {
1752                         kprintf("getnewbuf: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d->%d, race corrected\n", bp, qindex, bp->b_qindex);
1753                         BUF_UNLOCK(bp);
1754                         goto restart;
1755                 }
1756                 bremfree(bp);
1757
1758                 /*
1759                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
1760                  * vnode.
1761                  *
1762                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
1763                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
1764                  * responsible for releasing the buffer.
1765                  */
1766                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1767                         buf_deallocate(bp);
1768                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1769                                 bqrelse(bp);
1770                                 goto restart;
1771                         }
1772                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1773                 }
1774
1775                 if (qindex == BQUEUE_CLEAN) {
1776                         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
1777                                 bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1778                                 vfs_vmio_release(bp);
1779                         }
1780                         if (bp->b_vp)
1781                                 brelvp(bp);
1782                 }
1783
1784                 /*
1785                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1786                  * the scan from this point on.
1787                  *
1788                  * Get the rest of the buffer freed up.  b_kva* is still
1789                  * valid after this operation.
1790                  */
1791
1792                 KASSERT(bp->b_vp == NULL, ("bp3 %p flags %08x vnode %p qindex %d unexpectededly still associated!", bp, bp->b_flags, bp->b_vp, qindex));
1793                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
1794
1795                 /*
1796                  * critical section protection is not required when
1797                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
1798                  * wired.
1799                  */
1800                 if (bp->b_bufsize)
1801                         allocbuf(bp, 0);
1802
1803                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
1804                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1805                 bp->b_vp = NULL;
1806                 bp->b_error = 0;
1807                 bp->b_resid = 0;
1808                 bp->b_bcount = 0;
1809                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
1810                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1811                 reinitbufbio(bp);
1812                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1813                 buf_dep_init(bp);
1814                 if (blkflags & GETBLK_BHEAVY)
1815                         bp->b_flags |= B_HEAVY;
1816
1817                 /*
1818                  * If we are defragging then free the buffer.
1819                  */
1820                 if (defrag) {
1821                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1822                         bfreekva(bp);
1823                         brelse(bp);
1824                         defrag = 0;
1825                         goto restart;
1826                 }
1827
1828                 /*
1829                  * If we are overcomitted then recover the buffer and its
1830                  * KVM space.  This occurs in rare situations when multiple
1831                  * processes are blocked in getnewbuf() or allocbuf().
1832                  */
1833                 if (bufspace >= hibufspace)
1834                         flushingbufs = 1;
1835                 if (flushingbufs && bp->b_kvasize != 0) {
1836                         bp->b_flags |= B_INVAL;
1837                         bfreekva(bp);
1838                         brelse(bp);
1839                         goto restart;
1840                 }
1841                 if (bufspace < lobufspace)
1842                         flushingbufs = 0;
1843                 break;
1844         }
1845
1846         /*
1847          * If we exhausted our list, sleep as appropriate.  We may have to
1848          * wakeup various daemons and write out some dirty buffers.
1849          *
1850          * Generally we are sleeping due to insufficient buffer space.
1851          */
1852
1853         if (bp == NULL) {
1854                 int flags;
1855                 char *waitmsg;
1856
1857                 if (defrag) {
1858                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1859                         waitmsg = "nbufkv";
1860                 } else if (bufspace >= hibufspace) {
1861                         waitmsg = "nbufbs";
1862                         flags = VFS_BIO_NEED_BUFSPACE;
1863                 } else {
1864                         waitmsg = "newbuf";
1865                         flags = VFS_BIO_NEED_ANY;
1866                 }
1867
1868                 needsbuffer |= flags;
1869                 bd_speedup();   /* heeeelp */
1870                 while (needsbuffer & flags) {
1871                         if (tsleep(&needsbuffer, slpflags, waitmsg, slptimeo))
1872                                 return (NULL);
1873                 }
1874         } else {
1875                 /*
1876                  * We finally have a valid bp.  We aren't quite out of the
1877                  * woods, we still have to reserve kva space.  In order
1878                  * to keep fragmentation sane we only allocate kva in
1879                  * BKVASIZE chunks.
1880                  */
1881                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
1882
1883                 if (maxsize != bp->b_kvasize) {
1884                         vm_offset_t addr = 0;
1885                         int count;
1886
1887                         bfreekva(bp);
1888
1889                         count = vm_map_entry_reserve(MAP_RESERVE_COUNT);
1890                         vm_map_lock(&buffer_map);
1891
1892                         if (vm_map_findspace(&buffer_map,
1893                                     vm_map_min(&buffer_map), maxsize,
1894                                     maxsize, &addr)) {
1895                                 /*
1896                                  * Uh oh.  Buffer map is too fragmented.  We
1897                                  * must defragment the map.
1898                                  */
1899                                 vm_map_unlock(&buffer_map);
1900                                 vm_map_entry_release(count);
1901                                 ++bufdefragcnt;
1902                                 defrag = 1;
1903                                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1904                                 brelse(bp);
1905                                 goto restart;
1906                         }
1907                         if (addr) {
1908                                 vm_map_insert(&buffer_map, &count,
1909                                         NULL, 0,
1910                                         addr, addr + maxsize,
1911                                         VM_MAPTYPE_NORMAL,
1912                                         VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
1913                                         MAP_NOFAULT);
1914
1915                                 bp->b_kvabase = (caddr_t) addr;
1916                                 bp->b_kvasize = maxsize;
1917                                 bufspace += bp->b_kvasize;
1918                                 ++bufreusecnt;
1919                         }
1920                         vm_map_unlock(&buffer_map);
1921                         vm_map_entry_release(count);
1922                 }
1923                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1924         }
1925         return(bp);
1926 }
1927
1928 /*
1929  * This routine is called in an emergency to recover VM pages from the
1930  * buffer cache by cashing in clean buffers.  The idea is to recover
1931  * enough pages to be able to satisfy a stuck bio_page_alloc().
1932  */
1933 static int
1934 recoverbufpages(void)
1935 {
1936         struct buf *bp;
1937         int bytes = 0;
1938
1939         ++recoverbufcalls;
1940
1941         while (bytes < MAXBSIZE) {
1942                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN]);
1943                 if (bp == NULL)
1944                         break;
1945
1946                 /*
1947                  * BQUEUE_CLEAN - B_AGE special case.  If not set the bp
1948                  * cycles through the queue twice before being selected.
1949                  */
1950                 if ((bp->b_flags & B_AGE) == 0 && TAILQ_NEXT(bp, b_freelist)) {
1951                         bp->b_flags |= B_AGE;
1952                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN], bp, b_freelist);
1953                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[BQUEUE_CLEAN],
1954                                           bp, b_freelist);
1955                         continue;
1956                 }
1957
1958                 /*
1959                  * Sanity Checks
1960                  */
1961                 KKASSERT(bp->b_qindex == BQUEUE_CLEAN);
1962                 KKASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0);
1963
1964                 /*
1965                  * Start freeing the bp.  This is somewhat involved.
1966                  *
1967                  * Buffers on the clean list must be disassociated from
1968                  * their current vnode
1969                  */
1970
1971                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0) {
1972                         kprintf("recoverbufpages: warning, locked buf %p, race corrected\n", bp);
1973                         tsleep(&bd_request, 0, "gnbxxx", hz / 100);
1974                         continue;
1975                 }
1976                 if (bp->b_qindex != BQUEUE_CLEAN) {
1977                         kprintf("recoverbufpages: warning, BUF_LOCK blocked unexpectedly on buf %p index %d, race corrected\n", bp, bp->b_qindex);
1978                         BUF_UNLOCK(bp);
1979                         continue;
1980                 }
1981                 bremfree(bp);
1982
1983                 /*
1984                  * Dependancies must be handled before we disassociate the
1985                  * vnode.
1986                  *
1987                  * NOTE: HAMMER will set B_LOCKED if the buffer cannot
1988                  * be immediately disassociated.  HAMMER then becomes
1989                  * responsible for releasing the buffer.
1990                  */
1991                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL) {
1992                         buf_deallocate(bp);
1993                         if (bp->b_flags & B_LOCKED) {
1994                                 bqrelse(bp);
1995                                 continue;
1996                         }
1997                         KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
1998                 }
1999
2000                 bytes += bp->b_bufsize;
2001
2002                 if (bp->b_flags & B_VMIO) {
2003                         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2004                         bp->b_flags |= B_DIRECT;    /* try to free pages */
2005                         vfs_vmio_release(bp);
2006                 }
2007                 if (bp->b_vp)
2008                         brelvp(bp);
2009
2010                 KKASSERT(bp->b_vp == NULL);
2011                 KKASSERT((bp->b_flags & B_HASHED) == 0);
2012
2013                 /*
2014                  * critical section protection is not required when
2015                  * scrapping a buffer's contents because it is already 
2016                  * wired.
2017                  */
2018                 if (bp->b_bufsize)
2019                         allocbuf(bp, 0);
2020
2021                 bp->b_flags = B_BNOCLIP;
2022                 bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
2023                 bp->b_vp = NULL;
2024                 bp->b_error = 0;
2025                 bp->b_resid = 0;
2026                 bp->b_bcount = 0;
2027                 bp->b_xio.xio_npages = 0;
2028                 bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
2029                 reinitbufbio(bp);
2030                 KKASSERT(LIST_FIRST(&bp->b_dep) == NULL);
2031                 buf_dep_init(bp);
2032                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2033                 /* bfreekva(bp); */
2034                 brelse(bp);
2035         }
2036         return(bytes);
2037 }
2038
2039 /*
2040  * buf_daemon:
2041  *
2042  *      Buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2043  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2044  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2045  *
2046  *      Once a flush is initiated it does not stop until the number
2047  *      of buffers falls below lodirtybuffers, but we will wake up anyone
2048  *      waiting at the mid-point.
2049  */
2050
2051 static struct kproc_desc buf_kp = {
2052         "bufdaemon",
2053         buf_daemon,
2054         &bufdaemon_td
2055 };
2056 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2057         kproc_start, &buf_kp)
2058
2059 static struct kproc_desc bufhw_kp = {
2060         "bufdaemon_hw",
2061         buf_daemon_hw,
2062         &bufdaemonhw_td
2063 };
2064 SYSINIT(bufdaemon_hw, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST,
2065         kproc_start, &bufhw_kp)
2066
2067 static void
2068 buf_daemon(void)
2069 {
2070         int limit;
2071
2072         /*
2073          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2074          */
2075         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2076                               bufdaemon_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2077         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2078
2079         /*
2080          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2081          */
2082         crit_enter();
2083
2084         for (;;) {
2085                 kproc_suspend_loop();
2086
2087                 /*
2088                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2089                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2090                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2091                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2092                  *
2093                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2094                  * but because we split the operation into two threads we
2095                  * have to cut it in half for each thread.
2096                  */
2097                 limit = lodirtybufspace / 2;
2098                 waitrunningbufspace(limit);
2099                 while (runningbufspace + dirtybufspace > limit ||
2100                        dirtybufcount - dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2101                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY) == 0)
2102                                 break;
2103                         waitrunningbufspace(limit);
2104                 }
2105
2106                 /*
2107                  * We reached our low water mark, reset the
2108                  * request and sleep until we are needed again.
2109                  * The sleep is just so the suspend code works.
2110                  */
2111                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
2112                 if (bd_request == 0) {
2113                         msleep(&bd_request, &needsbuffer_spin, 0,
2114                                "psleep", hz);
2115                 }
2116                 bd_request = 0;
2117                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
2118         }
2119 }
2120
2121 static void
2122 buf_daemon_hw(void)
2123 {
2124         int limit;
2125
2126         /*
2127          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
2128          */
2129         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc,
2130                               bufdaemonhw_td, SHUTDOWN_PRI_LAST);
2131         curthread->td_flags |= TDF_SYSTHREAD;
2132
2133         /*
2134          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
2135          */
2136         crit_enter();
2137
2138         for (;;) {
2139                 kproc_suspend_loop();
2140
2141                 /*
2142                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
2143                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
2144                  * the I/O system.  Wakeup any waiting processes before we
2145                  * normally would so they can run in parallel with our drain.
2146                  *
2147                  * Our aggregate normal+HW lo water mark is lodirtybufspace,
2148                  * but because we split the operation into two threads we
2149                  * have to cut it in half for each thread.
2150                  */
2151                 limit = lodirtybufspace / 2;
2152                 waitrunningbufspace(limit);
2153                 while (runningbufspace + dirtybufspacehw > limit ||
2154                        dirtybufcounthw >= nbuf / 2) {
2155                         if (flushbufqueues(BQUEUE_DIRTY_HW) == 0)
2156                                 break;
2157                         waitrunningbufspace(limit);
2158                 }
2159
2160                 /*
2161                  * We reached our low water mark, reset the
2162                  * request and sleep until we are needed again.
2163                  * The sleep is just so the suspend code works.
2164                  */
2165                 spin_lock_wr(&needsbuffer_spin);
2166                 if (bd_request_hw == 0) {
2167                         msleep(&bd_request_hw, &needsbuffer_spin, 0,
2168                                "psleep", hz);
2169                 }
2170                 bd_request_hw = 0;
2171                 spin_unlock_wr(&needsbuffer_spin);
2172         }
2173 }
2174
2175 /*
2176  * flushbufqueues:
2177  *
2178  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
2179  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
2180  *      particularly sensitive to.
2181  *
2182  *      B_RELBUF may only be set by VFSs.  We do set B_AGE to indicate
2183  *      that we really want to try to get the buffer out and reuse it
2184  *      due to the write load on the machine.
2185  */
2186
2187 static int
2188 flushbufqueues(bufq_type_t q)
2189 {
2190         struct buf *bp;
2191         int r = 0;
2192
2193         bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2194         while (bp) {
2195                 KASSERT((bp->b_flags & B_DELWRI),
2196                         ("unexpected clean buffer %p", bp));
2197
2198                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2199                         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2200                                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) != 0)
2201                                         panic("flushbufqueues: locked buf");
2202                                 bremfree(bp);
2203                                 brelse(bp);
2204                                 ++r;
2205                                 break;
2206                         }
2207                         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2208                             (bp->b_flags & B_DEFERRED) == 0 &&
2209                             buf_countdeps(bp, 0)) {
2210                                 TAILQ_REMOVE(&bufqueues[q], bp, b_freelist);
2211                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[q], bp,
2212                                                   b_freelist);
2213                                 bp->b_flags |= B_DEFERRED;
2214                                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[q]);
2215                                 continue;
2216                         }
2217
2218                         /*
2219                          * Only write it out if we can successfully lock
2220                          * it.  If the buffer has a dependancy,
2221                          * buf_checkwrite must also return 0 for us to
2222                          * be able to initate the write.
2223                          *
2224                          * If the buffer is flagged B_ERROR it may be
2225                          * requeued over and over again, we try to
2226                          * avoid a live lock.
2227                          */
2228                         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT) == 0) {
2229                                 if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL &&
2230                                     buf_checkwrite(bp)) {
2231                                         bremfree(bp);
2232                                         brelse(bp);
2233                                 } else if (bp->b_flags & B_ERROR) {
2234                                         tsleep(bp, 0, "bioer", 1);
2235                                         bp->b_flags &= ~B_AGE;
2236                                         vfs_bio_awrite(bp);
2237                                 } else {
2238                                         bp->b_flags |= B_AGE;
2239                                         vfs_bio_awrite(bp);
2240                                 }
2241                                 ++r;
2242                                 break;
2243                         }
2244                 }
2245                 bp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
2246         }
2247         return (r);
2248 }
2249
2250 /*
2251  * inmem:
2252  *
2253  *      Returns true if no I/O is needed to access the associated VM object.
2254  *      This is like findblk except it also hunts around in the VM system for
2255  *      the data.
2256  *
2257  *      Note that we ignore vm_page_free() races from interrupts against our
2258  *      lookup, since if the caller is not protected our return value will not
2259  *      be any more valid then otherwise once we exit the critical section.
2260  */
2261 int
2262 inmem(struct vnode *vp, off_t loffset)
2263 {
2264         vm_object_t obj;
2265         vm_offset_t toff, tinc, size;
2266         vm_page_t m;
2267
2268         if (findblk(vp, loffset))
2269                 return 1;
2270         if (vp->v_mount == NULL)
2271                 return 0;
2272         if ((obj = vp->v_object) == NULL)
2273                 return 0;
2274
2275         size = PAGE_SIZE;
2276         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
2277                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2278
2279         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
2280                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(loffset + toff));
2281                 if (m == NULL)
2282                         return 0;
2283                 tinc = size;
2284                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK))
2285                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + loffset) & PAGE_MASK);
2286                 if (vm_page_is_valid(m,
2287                     (vm_offset_t) ((toff + loffset) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
2288                         return 0;
2289         }
2290         return 1;
2291 }
2292
2293 /*
2294  * vfs_setdirty:
2295  *
2296  *      Sets the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
2297  *      bits in the pages comprising the buffer.
2298  *
2299  *      The range is limited to the size of the buffer.
2300  *
2301  *      This routine is primarily used by NFS, but is generalized for the
2302  *      B_VMIO case.
2303  */
2304 static void
2305 vfs_setdirty(struct buf *bp) 
2306 {
2307         int i;
2308         vm_object_t object;
2309
2310         /*
2311          * Degenerate case - empty buffer
2312          */
2313
2314         if (bp->b_bufsize == 0)
2315                 return;
2316
2317         /*
2318          * We qualify the scan for modified pages on whether the
2319          * object has been flushed yet.  The OBJ_WRITEABLE flag
2320          * is not cleared simply by protecting pages off.
2321          */
2322
2323         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0)
2324                 return;
2325
2326         object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
2327
2328         if ((object->flags & OBJ_WRITEABLE) && !(object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2329                 kprintf("Warning: object %p writeable but not mightbedirty\n", object);
2330         if (!(object->flags & OBJ_WRITEABLE) && (object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY))
2331                 kprintf("Warning: object %p mightbedirty but not writeable\n", object);
2332
2333         if (object->flags & (OBJ_MIGHTBEDIRTY|OBJ_CLEANING)) {
2334                 vm_offset_t boffset;
2335                 vm_offset_t eoffset;
2336
2337                 /*
2338                  * test the pages to see if they have been modified directly
2339                  * by users through the VM system.
2340                  */
2341                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2342                         vm_page_flag_clear(bp->b_xio.xio_pages[i], PG_ZERO);
2343                         vm_page_test_dirty(bp->b_xio.xio_pages[i]);
2344                 }
2345
2346                 /*
2347                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
2348                  * (eoffset - boffset) bytes.
2349                  */
2350
2351                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2352                         if (bp->b_xio.xio_pages[i]->dirty)
2353                                 break;
2354                 }
2355                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_loffset & PAGE_MASK);
2356
2357                 for (i = bp->b_xio.xio_npages - 1; i >= 0; --i) {
2358                         if (bp->b_xio.xio_pages[i]->dirty) {
2359                                 break;
2360                         }
2361                 }
2362                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_loffset & PAGE_MASK);
2363
2364                 /*
2365                  * Fit it to the buffer.
2366                  */
2367
2368                 if (eoffset > bp->b_bcount)
2369                         eoffset = bp->b_bcount;
2370
2371                 /*
2372                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
2373                  * dirty range.
2374                  */
2375
2376                 if (boffset < eoffset) {
2377                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
2378                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
2379                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
2380                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
2381                 }
2382         }
2383 }
2384
2385 /*
2386  * findblk:
2387  *
2388  *      Locate and return the specified buffer, or NULL if the buffer does
2389  *      not exist.  Do not attempt to lock the buffer or manipulate it in
2390  *      any way.  The caller must validate that the correct buffer has been
2391  *      obtain after locking it.
2392  */
2393 struct buf *
2394 findblk(struct vnode *vp, off_t loffset)
2395 {
2396         struct buf *bp;
2397
2398         crit_enter();
2399         bp = buf_rb_hash_RB_LOOKUP(&vp->v_rbhash_tree, loffset);
2400         crit_exit();
2401         return(bp);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * getblk:
2406  *
2407  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
2408  *      B_INVAL may or may not be set on return.  The caller should clear
2409  *      B_INVAL prior to initiating a READ.
2410  *
2411  *      IT IS IMPORTANT TO UNDERSTAND THAT IF YOU CALL GETBLK() AND B_CACHE
2412  *      IS NOT SET, YOU MUST INITIALIZE THE RETURNED BUFFER, ISSUE A READ,
2413  *      OR SET B_INVAL BEFORE RETIRING IT.  If you retire a getblk'd buffer
2414  *      without doing any of those things the system will likely believe
2415  *      the buffer to be valid (especially if it is not B_VMIO), and the
2416  *      next getblk() will return the buffer with B_CACHE set.
2417  *
2418  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
2419  *      an existing buffer.
2420  *
2421  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
2422  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
2423  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
2424  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
2425  *
2426  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
2427  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
2428  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
2429  *      backing VM.
2430  *
2431  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
2432  *      B_CACHE bit is clear.
2433  *      
2434  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
2435  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
2436  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
2437  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
2438  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
2439  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
2440  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
2441  *      a write attempt or if it was a successfull read.  If the caller 
2442  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and B_ERROR
2443  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
2444  *
2445  *      getblk flags:
2446  *
2447  *      GETBLK_PCATCH - catch signal if blocked, can cause NULL return
2448  *      GETBLK_BHEAVY - heavy-weight buffer cache buffer
2449  */
2450 struct buf *
2451 getblk(struct vnode *vp, off_t loffset, int size, int blkflags, int slptimeo)
2452 {
2453         struct buf *bp;
2454         int slpflags = (blkflags & GETBLK_PCATCH) ? PCATCH : 0;
2455         int error;
2456
2457         if (size > MAXBSIZE)
2458                 panic("getblk: size(%d) > MAXBSIZE(%d)", size, MAXBSIZE);
2459         if (vp->v_object == NULL)
2460                 panic("getblk: vnode %p has no object!", vp);
2461
2462         crit_enter();
2463 loop:
2464         if ((bp = findblk(vp, loffset))) {
2465                 /*
2466                  * The buffer was found in the cache, but we need to lock it.
2467                  * Even with LK_NOWAIT the lockmgr may break our critical
2468                  * section, so double-check the validity of the buffer
2469                  * once the lock has been obtained.
2470                  */
2471                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT)) {
2472                         if (blkflags & GETBLK_NOWAIT) {
2473                                 crit_exit();
2474                                 return(NULL);
2475                         }
2476                         int lkflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL;
2477                         if (blkflags & GETBLK_PCATCH)
2478                                 lkflags |= LK_PCATCH;
2479                         error = BUF_TIMELOCK(bp, lkflags, "getblk", slptimeo);
2480                         if (error) {
2481                                 if (error == ENOLCK)
2482                                         goto loop;
2483                                 crit_exit();
2484                                 return (NULL);
2485                         }
2486                 }
2487
2488                 /*
2489                  * Once the buffer has been locked, make sure we didn't race
2490                  * a buffer recyclement.  Buffers that are no longer hashed
2491                  * will have b_vp == NULL, so this takes care of that check
2492                  * as well.
2493                  */
2494                 if (bp->b_vp != vp || bp->b_loffset != loffset) {
2495                         kprintf("Warning buffer %p (vp %p loffset %lld) was recycled\n", bp, vp, loffset);
2496                         BUF_UNLOCK(bp);
2497                         goto loop;
2498                 }
2499
2500                 /*
2501                  * If SZMATCH any pre-existing buffer must be of the requested
2502                  * size or NULL is returned.  The caller absolutely does not
2503                  * want getblk() to bwrite() the buffer on a size mismatch.
2504                  */
2505                 if ((blkflags & GETBLK_SZMATCH) && size != bp->b_bcount) {
2506                         BUF_UNLOCK(bp);
2507                         crit_exit();
2508                         return(NULL);
2509                 }
2510
2511                 /*
2512                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2513                  */
2514                 KKASSERT(bp->b_flags & B_VMIO);
2515                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2516                 bp->b_flags &= ~B_AGE;
2517
2518                 /*
2519                  * Make sure that B_INVAL buffers do not have a cached
2520                  * block number translation.
2521                  */
2522                 if ((bp->b_flags & B_INVAL) && (bp->b_bio2.bio_offset != NOOFFSET)) {
2523                         kprintf("Warning invalid buffer %p (vp %p loffset %lld) did not have cleared bio_offset cache\n", bp, vp, loffset);
2524                         clearbiocache(&bp->b_bio2);
2525                 }
2526
2527                 /*
2528                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
2529                  * invalid.
2530                  */
2531                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
2532                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2533                 bremfree(bp);
2534
2535                 /*
2536                  * Any size inconsistancy with a dirty buffer or a buffer
2537                  * with a softupdates dependancy must be resolved.  Resizing
2538                  * the buffer in such circumstances can lead to problems.
2539                  */
2540                 if (size != bp->b_bcount) {
2541                         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2542                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2543                                 bwrite(bp);
2544                         } else if (LIST_FIRST(&bp->b_dep)) {
2545                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2546                                 bwrite(bp);
2547                         } else {
2548                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
2549                                 brelse(bp);
2550                         }
2551                         goto loop;
2552                 }
2553                 KKASSERT(size <= bp->b_kvasize);
2554                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET, 
2555                         ("getblk: no buffer offset"));
2556
2557                 /*
2558                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
2559                  * be committed before we can return the buffer in
2560                  * order to prevent the caller from issuing a read
2561                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
2562                  * it.
2563                  *
2564                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
2565                  * operate properly either because they assume they
2566                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
2567                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
2568                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
2569                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
2570                  * preventing further loops.
2571                  *
2572                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
2573                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
2574                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
2575                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
2576                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
2577                  * after the write.
2578                  *
2579                  * We might be able to do something fancy, like setting
2580                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
2581                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
2582                  * confusing.  This is much easier.
2583                  */
2584
2585                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
2586                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
2587                         bwrite(bp);
2588                         goto loop;
2589                 }
2590                 crit_exit();
2591         } else {
2592                 /*
2593                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
2594                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
2595                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
2596                  *
2597                  * Calculating the offset for the I/O requires figuring out
2598                  * the block size.  We use DEV_BSIZE for VBLK or VCHR and
2599                  * the mount's f_iosize otherwise.  If the vnode does not
2600                  * have an associated mount we assume that the passed size is 
2601                  * the block size.  
2602                  *
2603                  * Note that vn_isdisk() cannot be used here since it may
2604                  * return a failure for numerous reasons.   Note that the
2605                  * buffer size may be larger then the block size (the caller
2606                  * will use block numbers with the proper multiple).  Beware
2607                  * of using any v_* fields which are part of unions.  In
2608                  * particular, in DragonFly the mount point overloading 
2609                  * mechanism uses the namecache only and the underlying
2610                  * directory vnode is not a special case.
2611                  */
2612                 int bsize, maxsize;
2613
2614                 if (vp->v_type == VBLK || vp->v_type == VCHR)
2615                         bsize = DEV_BSIZE;
2616                 else if (vp->v_mount)
2617                         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2618                 else
2619                         bsize = size;
2620
2621                 maxsize = size + (loffset & PAGE_MASK);
2622                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
2623
2624                 if ((bp = getnewbuf(blkflags, slptimeo, size, maxsize)) == NULL) {
2625                         if (slpflags || slptimeo) {
2626                                 crit_exit();
2627                                 return NULL;
2628                         }
2629                         goto loop;
2630                 }
2631
2632                 /*
2633                  * This code is used to make sure that a buffer is not
2634                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
2635                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
2636                  * If the buffer is created out from under us, we have to
2637                  * throw away the one we just created.  There is no window
2638                  * race because we are safely running in a critical section
2639                  * from the point of the duplicate buffer creation through
2640                  * to here, and we've locked the buffer.
2641                  */
2642                 if (findblk(vp, loffset)) {
2643                         bp->b_flags |= B_INVAL;
2644                         brelse(bp);
2645                         goto loop;
2646                 }
2647
2648                 /*
2649                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
2650                  * be found by findblk(). 
2651                  *
2652                  * Make sure the translation layer has been cleared.
2653                  */
2654                 bp->b_loffset = loffset;
2655                 bp->b_bio2.bio_offset = NOOFFSET;
2656                 /* bp->b_bio2.bio_next = NULL; */
2657
2658                 bgetvp(vp, bp);
2659
2660                 /*
2661                  * All vnode-based buffers must be backed by a VM object.
2662                  */
2663                 KKASSERT(vp->v_object != NULL);
2664                 bp->b_flags |= B_VMIO;
2665                 KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_DONE);
2666
2667                 allocbuf(bp, size);
2668
2669                 crit_exit();
2670         }
2671         return (bp);
2672 }
2673
2674 /*
2675  * regetblk(bp)
2676  *
2677  * Reacquire a buffer that was previously released to the locked queue,
2678  * or reacquire a buffer which is interlocked by having bioops->io_deallocate
2679  * set B_LOCKED (which handles the acquisition race).
2680  *
2681  * To this end, either B_LOCKED must be set or the dependancy list must be
2682  * non-empty.
2683  */
2684 void
2685 regetblk(struct buf *bp)
2686 {
2687         KKASSERT((bp->b_flags & B_LOCKED) || LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL);
2688         BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2689         crit_enter();
2690         bremfree(bp);
2691         crit_exit();
2692 }
2693
2694 /*
2695  * geteblk:
2696  *
2697  *      Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is
2698  *      initially set to B_INVAL.
2699  *
2700  *      critical section protection is not required for the allocbuf()
2701  *      call because races are impossible here.
2702  */
2703 struct buf *
2704 geteblk(int size)
2705 {
2706         struct buf *bp;
2707         int maxsize;
2708
2709         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2710
2711         crit_enter();
2712         while ((bp = getnewbuf(0, 0, size, maxsize)) == 0)
2713                 ;
2714         crit_exit();
2715         allocbuf(bp, size);
2716         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
2717         return (bp);
2718 }
2719
2720
2721 /*
2722  * allocbuf:
2723  *
2724  *      This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
2725  *      memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
2726  *      VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
2727  *      resize a buffer up or down.
2728  *
2729  *      Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
2730  *      deadlock or inconsistant data situations.  Tread lightly!!! 
2731  *      There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
2732  *      the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
2733  *
2734  *      allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
2735  *      B_CACHE for the non-VMIO case.
2736  *
2737  *      This routine does not need to be called from a critical section but you
2738  *      must own the buffer.
2739  */
2740 int
2741 allocbuf(struct buf *bp, int size)
2742 {
2743         int newbsize, mbsize;
2744         int i;
2745
2746         if (BUF_REFCNT(bp) == 0)
2747                 panic("allocbuf: buffer not busy");
2748
2749         if (bp->b_kvasize < size)
2750                 panic("allocbuf: buffer too small");
2751
2752         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2753                 caddr_t origbuf;
2754                 int origbufsize;
2755                 /*
2756                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
2757                  * mess with B_CACHE.
2758                  */
2759                 mbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2760                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2761                         newbsize = mbsize;
2762                 else
2763                         newbsize = round_page(size);
2764
2765                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2766                         /*
2767                          * Malloced buffers are not shrunk
2768                          */
2769                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2770                                 if (newbsize) {
2771                                         bp->b_bcount = size;
2772                                 } else {
2773                                         kfree(bp->b_data, M_BIOBUF);
2774                                         if (bp->b_bufsize) {
2775                                                 bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2776                                                 bufspacewakeup();
2777                                                 bp->b_bufsize = 0;
2778                                         }
2779                                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
2780                                         bp->b_bcount = 0;
2781                                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2782                                 }
2783                                 return 1;
2784                         }               
2785                         vm_hold_free_pages(
2786                             bp,
2787                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize,
2788                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize);
2789                 } else if (newbsize > bp->b_bufsize) {
2790                         /*
2791                          * We only use malloced memory on the first allocation.
2792                          * and revert to page-allocated memory when the buffer
2793                          * grows.
2794                          */
2795                         if ((bufmallocspace < maxbufmallocspace) &&
2796                                 (bp->b_bufsize == 0) &&
2797                                 (mbsize <= PAGE_SIZE/2)) {
2798
2799                                 bp->b_data = kmalloc(mbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
2800                                 bp->b_bufsize = mbsize;
2801                                 bp->b_bcount = size;
2802                                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
2803                                 bufmallocspace += mbsize;
2804                                 return 1;
2805                         }
2806                         origbuf = NULL;
2807                         origbufsize = 0;
2808                         /*
2809                          * If the buffer is growing on its other-than-first
2810                          * allocation, then we revert to the page-allocation
2811                          * scheme.
2812                          */
2813                         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
2814                                 origbuf = bp->b_data;
2815                                 origbufsize = bp->b_bufsize;
2816                                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2817                                 if (bp->b_bufsize) {
2818                                         bufmallocspace -= bp->b_bufsize;
2819                                         bufspacewakeup();
2820                                         bp->b_bufsize = 0;
2821                                 }
2822                                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
2823                                 newbsize = round_page(newbsize);
2824                         }
2825                         vm_hold_load_pages(
2826                             bp,
2827                             (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
2828                             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
2829                         if (origbuf) {
2830                                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
2831                                 kfree(origbuf, M_BIOBUF);
2832                         }
2833                 }
2834         } else {
2835                 vm_page_t m;
2836                 int desiredpages;
2837
2838                 newbsize = (size + DEV_BSIZE - 1) & ~(DEV_BSIZE - 1);
2839                 desiredpages = ((int)(bp->b_loffset & PAGE_MASK) +
2840                                 newbsize + PAGE_MASK) >> PAGE_SHIFT;
2841                 KKASSERT(desiredpages <= XIO_INTERNAL_PAGES);
2842
2843                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
2844                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
2845                 /*
2846                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
2847                  * 0-length.
2848                  */
2849                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
2850                         bp->b_flags |= B_CACHE;
2851
2852                 if (newbsize < bp->b_bufsize) {
2853                         /*
2854                          * DEV_BSIZE aligned new buffer size is less then the
2855                          * DEV_BSIZE aligned existing buffer size.  Figure out
2856                          * if we have to remove any pages.
2857                          */
2858                         if (desiredpages < bp->b_xio.xio_npages) {
2859                                 for (i = desiredpages; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
2860                                         /*
2861                                          * the page is not freed here -- it
2862                                          * is the responsibility of 
2863                                          * vnode_pager_setsize
2864                                          */
2865                                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
2866                                         KASSERT(m != bogus_page,
2867                                             ("allocbuf: bogus page found"));
2868                                         while (vm_page_sleep_busy(m, TRUE, "biodep"))
2869                                                 ;
2870
2871                                         bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
2872                                         vm_page_unwire(m, 0);
2873                                 }
2874                                 pmap_qremove((vm_offset_t) trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2875                                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), (bp->b_xio.xio_npages - desiredpages));
2876                                 bp->b_xio.xio_npages = desiredpages;
2877                         }
2878                 } else if (size > bp->b_bcount) {
2879                         /*
2880                          * We are growing the buffer, possibly in a 
2881                          * byte-granular fashion.
2882                          */
2883                         struct vnode *vp;
2884                         vm_object_t obj;
2885                         vm_offset_t toff;
2886                         vm_offset_t tinc;
2887
2888                         /*
2889                          * Step 1, bring in the VM pages from the object, 
2890                          * allocating them if necessary.  We must clear
2891                          * B_CACHE if these pages are not valid for the 
2892                          * range covered by the buffer.
2893                          *
2894                          * critical section protection is required to protect
2895                          * against interrupts unbusying and freeing pages
2896                          * between our vm_page_lookup() and our
2897                          * busycheck/wiring call.
2898                          */
2899                         vp = bp->b_vp;
2900                         obj = vp->v_object;
2901
2902                         crit_enter();
2903                         while (bp->b_xio.xio_npages < desiredpages) {
2904                                 vm_page_t m;
2905                                 vm_pindex_t pi;
2906
2907                                 pi = OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + bp->b_xio.xio_npages;
2908                                 if ((m = vm_page_lookup(obj, pi)) == NULL) {
2909                                         /*
2910                                          * note: must allocate system pages
2911                                          * since blocking here could intefere
2912                                          * with paging I/O, no matter which
2913                                          * process we are.
2914                                          */
2915                                         m = bio_page_alloc(obj, pi, desiredpages - bp->b_xio.xio_npages);
2916                                         if (m) {
2917                                                 vm_page_wire(m);
2918                                                 vm_page_wakeup(m);
2919                                                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2920                                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
2921                                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
2922                                         }
2923                                         continue;
2924                                 }
2925
2926                                 /*
2927                                  * We found a page.  If we have to sleep on it,
2928                                  * retry because it might have gotten freed out
2929                                  * from under us.
2930                                  *
2931                                  * We can only test PG_BUSY here.  Blocking on
2932                                  * m->busy might lead to a deadlock:
2933                                  *
2934                                  *  vm_fault->getpages->cluster_read->allocbuf
2935                                  *
2936                                  */
2937
2938                                 if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "pgtblk"))
2939                                         continue;
2940
2941                                 /*
2942                                  * We have a good page.  Should we wakeup the
2943                                  * page daemon?
2944                                  */
2945                                 if ((curthread != pagethread) &&
2946                                     ((m->queue - m->pc) == PQ_CACHE) &&
2947                                     ((vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count) <
2948                                         (vmstats.v_free_min + vmstats.v_cache_min))) {
2949                                         pagedaemon_wakeup();
2950                                 }
2951                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
2952                                 vm_page_wire(m);
2953                                 bp->b_xio.xio_pages[bp->b_xio.xio_npages] = m;
2954                                 ++bp->b_xio.xio_npages;
2955                         }
2956                         crit_exit();
2957
2958                         /*
2959                          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2960                          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2961                          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2962                          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
2963                          * aligned range ( newbsize ).
2964                          *
2965                          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2966                          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2967                          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2968                          * fails with NFS if the server or some other client
2969                          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2970                          * B_CACHE may remain set! XXX
2971                          */
2972
2973                         toff = bp->b_bcount;
2974                         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_loffset + toff) & PAGE_MASK);
2975
2976                         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2977                                 vm_pindex_t pi;
2978
2979                                 if (tinc > (size - toff))
2980                                         tinc = size - toff;
2981
2982                                 pi = ((bp->b_loffset & PAGE_MASK) + toff) >> 
2983                                     PAGE_SHIFT;
2984
2985                                 vfs_buf_test_cache(
2986                                     bp, 
2987                                     bp->b_loffset,
2988                                     toff, 
2989                                     tinc, 
2990                                     bp->b_xio.xio_pages[pi]
2991                                 );
2992                                 toff += tinc;
2993                                 tinc = PAGE_SIZE;
2994                         }
2995
2996                         /*
2997                          * Step 3, fixup the KVM pmap.  Remember that
2998                          * bp->b_data is relative to bp->b_loffset, but 
2999                          * bp->b_loffset may be offset into the first page.
3000                          */
3001
3002                         bp->b_data = (caddr_t)
3003                             trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
3004                         pmap_qenter(
3005                             (vm_offset_t)bp->b_data,
3006                             bp->b_xio.xio_pages, 
3007                             bp->b_xio.xio_npages
3008                         );
3009                         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data | 
3010                             (vm_offset_t)(bp->b_loffset & PAGE_MASK));
3011                 }
3012         }
3013
3014         /* adjust space use on already-dirty buffer */
3015         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3016                 dirtybufspace += newbsize - bp->b_bufsize;
3017                 if (bp->b_flags & B_HEAVY)
3018                         dirtybufspacehw += newbsize - bp->b_bufsize;
3019         }
3020         if (newbsize < bp->b_bufsize)
3021                 bufspacewakeup();
3022         bp->b_bufsize = newbsize;       /* actual buffer allocation     */
3023         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size        */
3024         return 1;
3025 }
3026
3027 /*
3028  * biowait:
3029  *
3030  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3031  *      is left locked on return.  B_EINTR is converted into an EINTR error
3032  *      and cleared.
3033  *
3034  *      NOTE!  The original b_cmd is lost on return, since b_cmd will be
3035  *      set to BUF_CMD_DONE.
3036  */
3037 int
3038 biowait(struct buf *bp)
3039 {
3040         crit_enter();
3041         while (bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE) {
3042                 if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3043                         tsleep(bp, 0, "biord", 0);
3044                 else
3045                         tsleep(bp, 0, "biowr", 0);
3046         }
3047         crit_exit();
3048         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
3049                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
3050                 return (EINTR);
3051         }
3052         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
3053                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
3054         } else {
3055                 return (0);
3056         }
3057 }
3058
3059 /*
3060  * This associates a tracking count with an I/O.  vn_strategy() and
3061  * dev_dstrategy() do this automatically but there are a few cases
3062  * where a vnode or device layer is bypassed when a block translation
3063  * is cached.  In such cases bio_start_transaction() may be called on
3064  * the bypassed layers so the system gets an I/O in progress indication 
3065  * for those higher layers.
3066  */
3067 void
3068 bio_start_transaction(struct bio *bio, struct bio_track *track)
3069 {
3070         bio->bio_track = track;
3071         atomic_add_int(&track->bk_active, 1);
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Initiate I/O on a vnode.
3076  */
3077 void
3078 vn_strategy(struct vnode *vp, struct bio *bio)
3079 {
3080         struct bio_track *track;
3081
3082         KKASSERT(bio->bio_buf->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3083         if (bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3084                 track = &vp->v_track_read;
3085         else
3086                 track = &vp->v_track_write;
3087         bio->bio_track = track;
3088         atomic_add_int(&track->bk_active, 1);
3089         vop_strategy(*vp->v_ops, vp, bio);
3090 }
3091
3092
3093 /*
3094  * biodone:
3095  *
3096  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
3097  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
3098  *      not allowed.
3099  *
3100  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
3101  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
3102  *      assuming B_INVAL is clear.
3103  *
3104  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
3105  *      read error occured, or if the op was a write.  B_CACHE is never
3106  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
3107  *
3108  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
3109  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existance
3110  *      in the biodone routine.
3111  */
3112 void
3113 biodone(struct bio *bio)
3114 {
3115         struct buf *bp = bio->bio_buf;
3116         buf_cmd_t cmd;
3117
3118         crit_enter();
3119
3120         KASSERT(BUF_REFCNTNB(bp) > 0, 
3121                 ("biodone: bp %p not busy %d", bp, BUF_REFCNTNB(bp)));
3122         KASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE, 
3123                 ("biodone: bp %p already done!", bp));
3124
3125         runningbufwakeup(bp);
3126
3127         /*
3128          * Run up the chain of BIO's.   Leave b_cmd intact for the duration.
3129          */
3130         while (bio) {
3131                 biodone_t *done_func; 
3132                 struct bio_track *track;
3133
3134                 /*
3135                  * BIO tracking.  Most but not all BIOs are tracked.
3136                  */
3137                 if ((track = bio->bio_track) != NULL) {
3138                         atomic_subtract_int(&track->bk_active, 1);
3139                         if (track->bk_active < 0) {
3140                                 panic("biodone: bad active count bio %p\n",
3141                                       bio);
3142                         }
3143                         if (track->bk_waitflag) {
3144                                 track->bk_waitflag = 0;
3145                                 wakeup(track);
3146                         }
3147                         bio->bio_track = NULL;
3148                 }
3149
3150                 /*
3151                  * A bio_done function terminates the loop.  The function
3152                  * will be responsible for any further chaining and/or 
3153                  * buffer management.
3154                  *
3155                  * WARNING!  The done function can deallocate the buffer!
3156                  */
3157                 if ((done_func = bio->bio_done) != NULL) {
3158                         bio->bio_done = NULL;
3159                         done_func(bio);
3160                         crit_exit();
3161                         return;
3162                 }
3163                 bio = bio->bio_prev;
3164         }
3165
3166         cmd = bp->b_cmd;
3167         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
3168
3169         /*
3170          * Only reads and writes are processed past this point.
3171          */
3172         if (cmd != BUF_CMD_READ && cmd != BUF_CMD_WRITE) {
3173                 if (cmd == BUF_CMD_FREEBLKS)
3174                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3175                 brelse(bp);
3176                 crit_exit();
3177                 return;
3178         }
3179
3180         /*
3181          * Warning: softupdates may re-dirty the buffer, and HAMMER can do
3182          * a lot worse.  XXX - move this above the clearing of b_cmd
3183          */
3184         if (LIST_FIRST(&bp->b_dep) != NULL)
3185                 buf_complete(bp);
3186
3187         /*
3188          * A failed write must re-dirty the buffer unless B_INVAL
3189          * was set.
3190          */
3191         if (cmd == BUF_CMD_WRITE &&
3192             (bp->b_flags & (B_ERROR | B_INVAL)) == B_ERROR) {
3193                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
3194                 bdirty(bp);
3195         }
3196
3197
3198         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3199                 int i;
3200                 vm_ooffset_t foff;
3201                 vm_page_t m;
3202                 vm_object_t obj;
3203                 int iosize;
3204                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3205
3206                 obj = vp->v_object;
3207
3208 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3209                 if (vp->v_auxrefs == 0)
3210                         panic("biodone: zero vnode hold count");
3211                 if ((vp->v_flag & VOBJBUF) == 0)
3212                         panic("biodone: vnode is not setup for merged cache");
3213 #endif
3214
3215                 foff = bp->b_loffset;
3216                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("biodone: no buffer offset"));
3217                 KASSERT(obj != NULL, ("biodone: missing VM object"));
3218
3219 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3220                 if (obj->paging_in_progress < bp->b_xio.xio_npages) {
3221                         kprintf("biodone: paging in progress(%d) < bp->b_xio.xio_npages(%d)\n",
3222                             obj->paging_in_progress, bp->b_xio.xio_npages);
3223                 }
3224 #endif
3225
3226                 /*
3227                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
3228                  * occured.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
3229                  * routines.
3230                  */
3231                 iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
3232                 if (cmd == BUF_CMD_READ && (bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE|B_ERROR)) == 0) {
3233                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3234                 }
3235
3236                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3237                         int bogusflag = 0;
3238                         int resid;
3239
3240                         resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
3241                         if (resid > iosize)
3242                                 resid = iosize;
3243
3244                         /*
3245                          * cleanup bogus pages, restoring the originals.  Since
3246                          * the originals should still be wired, we don't have
3247                          * to worry about interrupt/freeing races destroying
3248                          * the VM object association.
3249                          */
3250                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3251                         if (m == bogus_page) {
3252                                 bogusflag = 1;
3253                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
3254                                 if (m == NULL)
3255                                         panic("biodone: page disappeared");
3256                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3257                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3258                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3259                         }
3260 #if defined(VFS_BIO_DEBUG)
3261                         if (OFF_TO_IDX(foff) != m->pindex) {
3262                                 kprintf(
3263 "biodone: foff(%lu)/m->pindex(%d) mismatch\n",
3264                                     (unsigned long)foff, m->pindex);
3265                         }
3266 #endif
3267
3268                         /*
3269                          * In the write case, the valid and clean bits are
3270                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
3271                          * only need to do this here in the read case.
3272                          */
3273                         if (cmd == BUF_CMD_READ && !bogusflag && resid > 0) {
3274                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3275                         }
3276                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3277
3278                         /*
3279                          * when debugging new filesystems or buffer I/O methods, this
3280                          * is the most common error that pops up.  if you see this, you
3281                          * have not set the page busy flag correctly!!!
3282                          */
3283                         if (m->busy == 0) {
3284                                 kprintf("biodone: page busy < 0, "
3285                                     "pindex: %d, foff: 0x(%x,%x), "
3286                                     "resid: %d, index: %d\n",
3287                                     (int) m->pindex, (int)(foff >> 32),
3288                                                 (int) foff & 0xffffffff, resid, i);
3289                                 if (!vn_isdisk(vp, NULL))
3290                                         kprintf(" iosize: %ld, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3291                                             bp->b_vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3292                                             bp->b_loffset,
3293                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3294                                 else
3295                                         kprintf(" VDEV, loffset: %lld, flags: 0x%08x, npages: %d\n",
3296                                             bp->b_loffset,
3297                                             bp->b_flags, bp->b_xio.xio_npages);
3298                                 kprintf(" valid: 0x%x, dirty: 0x%x, wired: %d\n",
3299                                     m->valid, m->dirty, m->wire_count);
3300                                 panic("biodone: page busy < 0");
3301                         }
3302                         vm_page_io_finish(m);
3303                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3304                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3305                         iosize -= resid;
3306                 }
3307                 if (obj)
3308                         vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3309         }
3310
3311         /*
3312          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
3313          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
3314          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
3315          */
3316
3317         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
3318                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_ERROR | B_RELBUF)) != 0)
3319                         brelse(bp);
3320                 else
3321                         bqrelse(bp);
3322         } else {
3323                 wakeup(bp);
3324         }
3325         crit_exit();
3326 }
3327
3328 /*
3329  * vfs_unbusy_pages:
3330  *
3331  *      This routine is called in lieu of iodone in the case of
3332  *      incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
3333  *      consistant.
3334  */
3335 void
3336 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
3337 {
3338         int i;
3339
3340         runningbufwakeup(bp);
3341         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3342                 struct vnode *vp = bp->b_vp;
3343                 vm_object_t obj;
3344
3345                 obj = vp->v_object;
3346
3347                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3348                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3349
3350                         /*
3351                          * When restoring bogus changes the original pages
3352                          * should still be wired, so we are in no danger of
3353                          * losing the object association and do not need
3354                          * critical section protection particularly.
3355                          */
3356                         if (m == bogus_page) {
3357                                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_loffset) + i);
3358                                 if (!m) {
3359                                         panic("vfs_unbusy_pages: page missing");
3360                                 }
3361                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = m;
3362                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3363                                         bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3364                         }
3365                         vm_object_pip_subtract(obj, 1);
3366                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3367                         vm_page_io_finish(m);
3368                 }
3369                 vm_object_pip_wakeupn(obj, 0);
3370         }
3371 }
3372
3373 /*
3374  * vfs_page_set_valid:
3375  *
3376  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
3377  *      range is restricted to the buffer's size.
3378  *
3379  *      This routine is typically called after a read completes.
3380  */
3381 static void
3382 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, int pageno, vm_page_t m)
3383 {
3384         vm_ooffset_t soff, eoff;
3385
3386         /*
3387          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
3388          * page boundry or cross the end of the buffer.  The end of the
3389          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
3390          * of the buffer.
3391          */
3392         soff = off;
3393         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3394         if (eoff > bp->b_loffset + bp->b_bcount)
3395                 eoff = bp->b_loffset + bp->b_bcount;
3396
3397         /*
3398          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
3399          * entire page.
3400          */
3401         if (eoff > soff) {
3402                 vm_page_set_validclean(
3403                     m,
3404                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
3405                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
3406                 );
3407         }
3408 }
3409
3410 /*
3411  * vfs_busy_pages:
3412  *
3413  *      This routine is called before a device strategy routine.
3414  *      It is used to tell the VM system that paging I/O is in
3415  *      progress, and treat the pages associated with the buffer
3416  *      almost as being PG_BUSY.  Also the object 'paging_in_progress'
3417  *      flag is handled to make sure that the object doesn't become
3418  *      inconsistant.
3419  *
3420  *      Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
3421  *      such as B_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistant state
3422  *      and should be ignored.
3423  */
3424 void
3425 vfs_busy_pages(struct vnode *vp, struct buf *bp)
3426 {
3427         int i, bogus;
3428         struct lwp *lp = curthread->td_lwp;
3429
3430         /*
3431          * The buffer's I/O command must already be set.  If reading,
3432          * B_CACHE must be 0 (double check against callers only doing
3433          * I/O when B_CACHE is 0).
3434          */
3435         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3436         KKASSERT(bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE || (bp->b_flags & B_CACHE) == 0);
3437
3438         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3439                 vm_object_t obj;
3440                 vm_ooffset_t foff;
3441
3442                 obj = vp->v_object;
3443                 foff = bp->b_loffset;
3444                 KASSERT(bp->b_loffset != NOOFFSET,
3445                         ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
3446                 vfs_setdirty(bp);
3447
3448                 /*
3449                  * Loop until none of the pages are busy.
3450                  */
3451 retry:
3452                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3453                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3454
3455                         if (vm_page_sleep_busy(m, FALSE, "vbpage"))
3456                                 goto retry;
3457                 }
3458
3459                 /*
3460                  * Setup for I/O, soft-busy the page right now because
3461                  * the next loop may block.
3462                  */
3463                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3464                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3465
3466                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
3467                         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
3468                                 vm_object_pip_add(obj, 1);
3469                                 vm_page_io_start(m);
3470                         }
3471                 }
3472
3473                 /*
3474                  * Adjust protections for I/O and do bogus-page mapping.
3475                  * Assume that vm_page_protect() can block (it can block
3476                  * if VM_PROT_NONE, don't take any chances regardless).
3477                  */
3478                 bogus = 0;
3479                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3480                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3481
3482                         /*
3483                          * When readying a vnode-backed buffer for a write
3484                          * we must zero-fill any invalid portions of the
3485                          * backing VM pages.
3486                          *
3487                          * When readying a vnode-backed buffer for a read
3488                          * we must replace any dirty pages with a bogus
3489                          * page so we do not destroy dirty data when
3490                          * filling in gaps.  Dirty pages might not
3491                          * necessarily be marked dirty yet, so use m->valid
3492                          * as a reasonable test.
3493                          *
3494                          * Bogus page replacement is, uh, bogus.  We need
3495                          * to find a better way.
3496                          */
3497                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_WRITE) {
3498                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
3499                                 vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3500                         } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
3501                                 bp->b_xio.xio_pages[i] = bogus_page;
3502                                 bogus++;
3503                         } else {
3504                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_NONE);
3505                         }
3506                         foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3507                 }
3508                 if (bogus)
3509                         pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3510                                 bp->b_xio.xio_pages, bp->b_xio.xio_npages);
3511         }
3512
3513         /*
3514          * This is the easiest place to put the process accounting for the I/O
3515          * for now.
3516          */
3517         if (lp != NULL) {
3518                 if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3519                         lp->lwp_ru.ru_inblock++;
3520                 else
3521                         lp->lwp_ru.ru_oublock++;
3522         }
3523 }
3524
3525 /*
3526  * vfs_clean_pages:
3527  *      
3528  *      Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3529  *      are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3530  *      going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3531  *
3532  *      Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3533  *      just go ahead and clean through to b_bufsize.
3534  */
3535 static void
3536 vfs_clean_pages(struct buf *bp)
3537 {
3538         int i;
3539
3540         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3541                 vm_ooffset_t foff;
3542
3543                 foff = bp->b_loffset;
3544                 KASSERT(foff != NOOFFSET, ("vfs_clean_pages: no buffer offset"));
3545                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3546                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3547                         vm_ooffset_t noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3548                         vm_ooffset_t eoff = noff;
3549
3550                         if (eoff > bp->b_loffset + bp->b_bufsize)
3551                                 eoff = bp->b_loffset + bp->b_bufsize;
3552                         vfs_page_set_valid(bp, foff, i, m);
3553                         /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3554                         foff = noff;
3555                 }
3556         }
3557 }
3558
3559 /*
3560  * vfs_bio_set_validclean:
3561  *
3562  *      Set the range within the buffer to valid and clean.  The range is 
3563  *      relative to the beginning of the buffer, b_loffset.  Note that
3564  *      b_loffset itself may be offset from the beginning of the first page.
3565  */
3566
3567 void   
3568 vfs_bio_set_validclean(struct buf *bp, int base, int size)
3569 {
3570         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
3571                 int i;
3572                 int n;
3573
3574                 /*
3575                  * Fixup base to be relative to beginning of first page.
3576                  * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
3577                  * first page that can be validated.
3578                  */
3579
3580                 base += (bp->b_loffset & PAGE_MASK);
3581                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
3582
3583                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
3584                         vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3585
3586                         if (n > size)
3587                                 n = size;
3588
3589                         vm_page_set_validclean(m, base & PAGE_MASK, n);
3590                         base += n;
3591                         size -= n;
3592                         n = PAGE_SIZE;
3593                 }
3594         }
3595 }
3596
3597 /*
3598  * vfs_bio_clrbuf:
3599  *
3600  *      Clear a buffer.  This routine essentially fakes an I/O, so we need
3601  *      to clear B_ERROR and B_INVAL.
3602  *
3603  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
3604  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
3605  */
3606
3607 void
3608 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
3609 {
3610         int i, mask = 0;
3611         caddr_t sa, ea;
3612         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) == B_VMIO) {
3613                 bp->b_flags &= ~(B_INVAL|B_ERROR);
3614                 if ((bp->b_xio.xio_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
3615                     (bp->b_loffset & PAGE_MASK) == 0) {
3616                         mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
3617                         if ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == mask) {
3618                                 bp->b_resid = 0;
3619                                 return;
3620                         }
3621                         if (((bp->b_xio.xio_pages[0]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3622                             ((bp->b_xio.xio_pages[0]->valid & mask) == 0)) {
3623                                 bzero(bp->b_data, bp->b_bufsize);
3624                                 bp->b_xio.xio_pages[0]->valid |= mask;
3625                                 bp->b_resid = 0;
3626                                 return;
3627                         }
3628                 }
3629                 ea = sa = bp->b_data;
3630                 for(i=0;i<bp->b_xio.xio_npages;i++,sa=ea) {
3631                         int j = ((vm_offset_t)sa & PAGE_MASK) / DEV_BSIZE;
3632                         ea = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)sa + PAGE_SIZE);
3633                         ea = (caddr_t)(vm_offset_t)ulmin(
3634                             (u_long)(vm_offset_t)ea,
3635                             (u_long)(vm_offset_t)bp->b_data + bp->b_bufsize);
3636                         mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
3637                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == mask)
3638                                 continue;
3639                         if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & mask) == 0) {
3640                                 if ((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) {
3641                                         bzero(sa, ea - sa);
3642                                 }
3643                         } else {
3644                                 for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
3645                                         if (((bp->b_xio.xio_pages[i]->flags & PG_ZERO) == 0) &&
3646                                                 (bp->b_xio.xio_pages[i]->valid & (1<<j)) == 0)
3647                                                 bzero(sa, DEV_BSIZE);
3648                                 }
3649                         }
3650                         bp->b_xio.xio_pages[i]->valid |= mask;
3651                         vm_page_flag_clear(bp->b_xio.xio_pages[i], PG_ZERO);
3652                 }
3653                 bp->b_resid = 0;
3654         } else {
3655                 clrbuf(bp);
3656         }
3657 }
3658
3659 /*
3660  * vm_hold_load_pages:
3661  *
3662  *      Load pages into the buffer's address space.  The pages are
3663  *      allocated from the kernel object in order to reduce interference
3664  *      with the any VM paging I/O activity.  The range of loaded
3665  *      pages will be wired.
3666  *
3667  *      If a page cannot be allocated, the 'pagedaemon' is woken up to
3668  *      retrieve the full range (to - from) of pages.
3669  *
3670  */
3671 void
3672 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3673 {
3674         vm_offset_t pg;
3675         vm_page_t p;
3676         int index;
3677
3678         to = round_page(to);
3679         from = round_page(from);
3680         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3681
3682         pg = from;
3683         while (pg < to) {
3684                 /*
3685                  * Note: must allocate system pages since blocking here
3686                  * could intefere with paging I/O, no matter which
3687                  * process we are.
3688                  */
3689                 p = bio_page_alloc(&kernel_object, pg >> PAGE_SHIFT,
3690                                    (vm_pindex_t)((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
3691                 if (p) {
3692                         vm_page_wire(p);
3693                         p->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3694                         vm_page_flag_clear(p, PG_ZERO);
3695                         pmap_kenter(pg, VM_PAGE_TO_PHYS(p));
3696                         bp->b_xio.xio_pages[index] = p;
3697                         vm_page_wakeup(p);
3698
3699                         pg += PAGE_SIZE;
3700                         ++index;
3701                 }
3702         }
3703         bp->b_xio.xio_npages = index;
3704 }
3705
3706 /*
3707  * Allocate pages for a buffer cache buffer.
3708  *
3709  * Under extremely severe memory conditions even allocating out of the
3710  * system reserve can fail.  If this occurs we must allocate out of the
3711  * interrupt reserve to avoid a deadlock with the pageout daemon.
3712  *
3713  * The pageout daemon can run (putpages -> VOP_WRITE -> getblk -> allocbuf).
3714  * If the buffer cache's vm_page_alloc() fails a vm_wait() can deadlock
3715  * against the pageout daemon if pages are not freed from other sources.
3716  */
3717 static
3718 vm_page_t
3719 bio_page_alloc(vm_object_t obj, vm_pindex_t pg, int deficit)
3720 {
3721         vm_page_t p;
3722
3723         /*
3724          * Try a normal allocation, allow use of system reserve.
3725          */
3726         p = vm_page_alloc(obj, pg, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM);
3727         if (p)
3728                 return(p);
3729
3730         /*
3731          * The normal allocation failed and we clearly have a page
3732          * deficit.  Try to reclaim some clean VM pages directly
3733          * from the buffer cache.
3734          */
3735         vm_pageout_deficit += deficit;
3736         recoverbufpages();
3737
3738         /*
3739          * We may have blocked, the caller will know what to do if the
3740          * page now exists.
3741          */
3742         if (vm_page_lookup(obj, pg))
3743                 return(NULL);
3744
3745         /*
3746          * Allocate and allow use of the interrupt reserve.
3747          *
3748          * If after all that we still can't allocate a VM page we are
3749          * in real trouble, but we slog on anyway hoping that the system
3750          * won't deadlock.
3751          */
3752         p = vm_page_alloc(obj, pg, VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_SYSTEM |
3753                                    VM_ALLOC_INTERRUPT);
3754         if (p) {
3755                 if (vm_page_count_severe()) {
3756                         kprintf("bio_page_alloc: WARNING emergency page "
3757                                 "allocation\n");
3758                         vm_wait(hz / 20);
3759                 }
3760         } else {
3761                 kprintf("bio_page_alloc: WARNING emergency page "
3762                         "allocation failed\n");
3763                 vm_wait(hz * 5);
3764         }
3765         return(p);
3766 }
3767
3768 /*
3769  * vm_hold_free_pages:
3770  *
3771  *      Return pages associated with the buffer back to the VM system.
3772  *
3773  *      The range of pages underlying the buffer's address space will
3774  *      be unmapped and un-wired.
3775  */
3776 void
3777 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
3778 {
3779         vm_offset_t pg;
3780         vm_page_t p;
3781         int index, newnpages;
3782
3783         from = round_page(from);
3784         to = round_page(to);
3785         newnpages = index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
3786
3787         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
3788                 p = bp->b_xio.xio_pages[index];
3789                 if (p && (index < bp->b_xio.xio_npages)) {
3790                         if (p->busy) {
3791                                 kprintf("vm_hold_free_pages: doffset: %lld, loffset: %lld\n",
3792                                         bp->b_bio2.bio_offset, bp->b_loffset);
3793                         }
3794                         bp->b_xio.xio_pages[index] = NULL;
3795                         pmap_kremove(pg);
3796                         vm_page_busy(p);
3797                         vm_page_unwire(p, 0);
3798                         vm_page_free(p);
3799                 }
3800         }
3801         bp->b_xio.xio_npages = newnpages;
3802 }
3803
3804 /*
3805  * vmapbuf:
3806  *
3807  *      Map a user buffer into KVM via a pbuf.  On return the buffer's
3808  *      b_data, b_bufsize, and b_bcount will be set, and its XIO page array
3809  *      initialized.
3810  */
3811 int
3812 vmapbuf(struct buf *bp, caddr_t udata, int bytes)
3813 {
3814         caddr_t addr;
3815         vm_offset_t va;
3816         vm_page_t m;
3817         int vmprot;
3818         int error;
3819         int pidx;
3820         int i;
3821
3822         /* 
3823          * bp had better have a command and it better be a pbuf.
3824          */
3825         KKASSERT(bp->b_cmd != BUF_CMD_DONE);
3826         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
3827
3828         if (bytes < 0)
3829                 return (-1);
3830
3831         /*
3832          * Map the user data into KVM.  Mappings have to be page-aligned.
3833          */
3834         addr = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)udata);
3835         pidx = 0;
3836
3837         vmprot = VM_PROT_READ;
3838         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
3839                 vmprot |= VM_PROT_WRITE;
3840
3841         while (addr < udata + bytes) {
3842                 /*
3843                  * Do the vm_fault if needed; do the copy-on-write thing
3844                  * when reading stuff off device into memory.
3845                  *
3846                  * vm_fault_page*() returns a held VM page.
3847                  */
3848                 va = (addr >= udata) ? (vm_offset_t)addr : (vm_offset_t)udata;
3849                 va = trunc_page(va);
3850
3851                 m = vm_fault_page_quick(va, vmprot, &error);
3852                 if (m == NULL) {
3853                         for (i = 0; i < pidx; ++i) {
3854                             vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[i]);
3855                             bp->b_xio.xio_pages[i] = NULL;
3856                         }
3857                         return(-1);
3858                 }
3859                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = m;
3860                 addr += PAGE_SIZE;
3861                 ++pidx;
3862         }
3863
3864         /*
3865          * Map the page array and set the buffer fields to point to
3866          * the mapped data buffer.
3867          */
3868         if (pidx > btoc(MAXPHYS))
3869                 panic("vmapbuf: mapped more than MAXPHYS");
3870         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_xio.xio_pages, pidx);
3871
3872         bp->b_xio.xio_npages = pidx;
3873         bp->b_data = bp->b_kvabase + ((int)(intptr_t)udata & PAGE_MASK);
3874         bp->b_bcount = bytes;
3875         bp->b_bufsize = bytes;
3876         return(0);
3877 }
3878
3879 /*
3880  * vunmapbuf:
3881  *
3882  *      Free the io map PTEs associated with this IO operation.
3883  *      We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
3884  */
3885 void
3886 vunmapbuf(struct buf *bp)
3887 {
3888         int pidx;
3889         int npages;
3890
3891         KKASSERT(bp->b_flags & B_PAGING);
3892
3893         npages = bp->b_xio.xio_npages;
3894         pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
3895         for (pidx = 0; pidx < npages; ++pidx) {
3896                 vm_page_unhold(bp->b_xio.xio_pages[pidx]);
3897                 bp->b_xio.xio_pages[pidx] = NULL;
3898         }
3899         bp->b_xio.xio_npages = 0;
3900         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3901 }
3902
3903 /*
3904  * Scan all buffers in the system and issue the callback.
3905  */
3906 int
3907 scan_all_buffers(int (*callback)(struct buf *, void *), void *info)
3908 {
3909         int count = 0;
3910         int error;
3911         int n;
3912
3913         for (n = 0; n < nbuf; ++n) {
3914                 if ((error = callback(&buf[n], info)) < 0) {
3915                         count = error;
3916                         break;
3917                 }
3918                 count += error;
3919         }
3920         return (count);
3921 }
3922
3923 /*
3924  * print out statistics from the current status of the buffer pool
3925  * this can be toggeled by the system control option debug.syncprt
3926  */
3927 #ifdef DEBUG
3928 void
3929 vfs_bufstats(void)
3930 {
3931         int i, j, count;
3932         struct buf *bp;
3933         struct bqueues *dp;
3934         int counts[(MAXBSIZE / PAGE_SIZE) + 1];
3935         static char *bname[3] = { "LOCKED", "LRU", "AGE" };
3936
3937         for (dp = bufqueues, i = 0; dp < &bufqueues[3]; dp++, i++) {
3938                 count = 0;
3939                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
3940                         counts[j] = 0;
3941                 crit_enter();
3942                 TAILQ_FOREACH(bp, dp, b_freelist) {
3943                         counts[bp->b_bufsize/PAGE_SIZE]++;
3944                         count++;
3945                 }
3946                 crit_exit();
3947                 kprintf("%s: total-%d", bname[i], count);
3948                 for (j = 0; j <= MAXBSIZE/PAGE_SIZE; j++)
3949                         if (counts[j] != 0)
3950                                 kprintf(", %d-%d", j * PAGE_SIZE, counts[j]);
3951                 kprintf("\n");
3952         }
3953 }
3954 #endif
3955
3956 #ifdef DDB
3957
3958 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
3959 {
3960         /* get args */
3961         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
3962
3963         if (!have_addr) {
3964                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
3965                 return;
3966         }
3967
3968         db_printf("b_flags = 0x%b\n", (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS);
3969         db_printf("b_cmd = %d\n", bp->b_cmd);
3970         db_printf("b_error = %d, b_bufsize = %d, b_bcount = %d, "
3971                   "b_resid = %d\n, b_data = %p, "
3972                   "bio_offset(disk) = %lld, bio_offset(phys) = %lld\n",
3973                   bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
3974                   bp->b_data, bp->b_bio2.bio_offset, (bp->b_bio2.bio_next ? bp->b_bio2.bio_next->bio_offset : (off_t)-1));
3975         if (bp->b_xio.xio_npages) {
3976                 int i;
3977                 db_printf("b_xio.xio_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ",
3978                         bp->b_xio.xio_npages);
3979                 for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; i++) {
3980                         vm_page_t m;
3981                         m = bp->b_xio.xio_pages[i];
3982                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
3983                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3984                         if ((i + 1) < bp->b_xio.xio_npages)
3985                                 db_printf(",");
3986                 }
3987                 db_printf("\n");
3988         }
3989 }
3990 #endif /* DDB */