Lindent pass
[akaros.git] / kern / src / ns / qio.c
1 // INFERNO
2 #include <vfs.h>
3 #include <kfs.h>
4 #include <slab.h>
5 #include <kmalloc.h>
6 #include <kref.h>
7 #include <string.h>
8 #include <stdio.h>
9 #include <assert.h>
10 #include <error.h>
11 #include <cpio.h>
12 #include <pmap.h>
13 #include <smp.h>
14 #include <ip.h>
15
16 static uint32_t padblockcnt;
17 static uint32_t concatblockcnt;
18 static uint32_t pullupblockcnt;
19 static uint32_t copyblockcnt;
20 static uint32_t consumecnt;
21 static uint32_t producecnt;
22 static uint32_t qcopycnt;
23
24 static int debugging;
25
26 #define QDEBUG  if(0)
27
28 /*
29  *  IO queues
30  */
31
32 struct queue {
33         spinlock_t lock;;
34
35         struct block *bfirst;           /* buffer */
36         struct block *blast;
37
38         int len;                                        /* bytes allocated to queue */
39         int dlen;                                       /* data bytes in queue */
40         int limit;                                      /* max bytes in queue */
41         int iNULLim;                            /* initial limit */
42         int state;
43         int noblock;                            /* true if writes return immediately when q full */
44         int eof;                                        /* number of eofs read by user */
45
46         void (*kick) (void *);          /* restart output */
47         void (*bypass) (void *, struct block *);        /* bypass queue altogether */
48         void *arg;                                      /* argument to kick */
49
50         qlock_t rlock;                          /* mutex for reading processes */
51         struct rendez rr;                       /* process waiting to read */
52         qlock_t wlock;                          /* mutex for writing processes */
53         struct rendez wr;                       /* process waiting to write */
54
55         char err[ERRMAX];
56 };
57
58 enum {
59         Maxatomic = 64 * 1024,
60 };
61
62 unsigned int qiomaxatomic = Maxatomic;
63
64 void ixsummary(void)
65 {
66         debugging ^= 1;
67         iallocsummary();
68         printd("pad %lu, concat %lu, pullup %lu, copy %lu\n",
69                    padblockcnt, concatblockcnt, pullupblockcnt, copyblockcnt);
70         printd("consume %lu, produce %lu, qcopy %lu\n",
71                    consumecnt, producecnt, qcopycnt);
72 }
73
74 /*
75  *  free a list of blocks
76  */
77 void freeblist(struct block *b)
78 {
79         struct block *next;
80
81         for (; b != 0; b = next) {
82                 next = b->next;
83                 b->next = 0;
84                 freeb(b);
85         }
86 }
87
88 /*
89  *  pad a block to the front (or the back if size is negative)
90  */
91 struct block *padblock(struct block *bp, int size)
92 {
93         int n;
94         struct block *nbp;
95
96         QDEBUG checkb(bp, "padblock 1");
97         if (size >= 0) {
98                 if (bp->rp - bp->base >= size) {
99                         bp->rp -= size;
100                         return bp;
101                 }
102
103                 if (bp->next)
104                         panic("padblock %p", getcallerpc(&bp));
105                 n = BLEN(bp);
106                 padblockcnt++;
107                 nbp = allocb(size + n);
108                 nbp->rp += size;
109                 nbp->wp = nbp->rp;
110                 memmove(nbp->wp, bp->rp, n);
111                 nbp->wp += n;
112                 freeb(bp);
113                 nbp->rp -= size;
114         } else {
115                 size = -size;
116
117                 if (bp->next)
118                         panic("padblock %p", getcallerpc(&bp));
119
120                 if (bp->lim - bp->wp >= size)
121                         return bp;
122
123                 n = BLEN(bp);
124                 padblockcnt++;
125                 nbp = allocb(size + n);
126                 memmove(nbp->wp, bp->rp, n);
127                 nbp->wp += n;
128                 freeb(bp);
129         }
130         QDEBUG checkb(nbp, "padblock 1");
131         return nbp;
132 }
133
134 /*
135  *  return count of bytes in a string of blocks
136  */
137 int blocklen(struct block *bp)
138 {
139         int len;
140
141         len = 0;
142         while (bp) {
143                 len += BLEN(bp);
144                 bp = bp->next;
145         }
146         return len;
147 }
148
149 /*
150  * return count of space in blocks
151  */
152 int blockalloclen(struct block *bp)
153 {
154         int len;
155
156         len = 0;
157         while (bp) {
158                 len += BALLOC(bp);
159                 bp = bp->next;
160         }
161         return len;
162 }
163
164 /*
165  *  copy the  string of blocks into
166  *  a single block and free the string
167  */
168 struct block *concatblock(struct block *bp)
169 {
170         int len;
171         struct block *nb, *f;
172
173         if (bp->next == 0)
174                 return bp;
175
176         nb = allocb(blocklen(bp));
177         for (f = bp; f; f = f->next) {
178                 len = BLEN(f);
179                 memmove(nb->wp, f->rp, len);
180                 nb->wp += len;
181         }
182         concatblockcnt += BLEN(nb);
183         freeblist(bp);
184         QDEBUG checkb(nb, "concatblock 1");
185         return nb;
186 }
187
188 /*
189  *  make sure the first block has at least n bytes
190  */
191 struct block *pullupblock(struct block *bp, int n)
192 {
193         int i;
194         struct block *nbp;
195
196         /*
197          *  this should almost always be true, it's
198          *  just to avoid every caller checking.
199          */
200         if (BLEN(bp) >= n)
201                 return bp;
202
203         /*
204          *  if not enough room in the first block,
205          *  add another to the front of the list.
206          */
207         if (bp->lim - bp->rp < n) {
208                 nbp = allocb(n);
209                 nbp->next = bp;
210                 bp = nbp;
211         }
212
213         /*
214          *  copy bytes from the trailing blocks into the first
215          */
216         n -= BLEN(bp);
217         while ((nbp = bp->next)) {
218                 i = BLEN(nbp);
219                 if (i > n) {
220                         memmove(bp->wp, nbp->rp, n);
221                         pullupblockcnt++;
222                         bp->wp += n;
223                         nbp->rp += n;
224                         QDEBUG checkb(bp, "pullupblock 1");
225                         return bp;
226                 } else {
227                         memmove(bp->wp, nbp->rp, i);
228                         pullupblockcnt++;
229                         bp->wp += i;
230                         bp->next = nbp->next;
231                         nbp->next = 0;
232                         freeb(nbp);
233                         n -= i;
234                         if (n == 0) {
235                                 QDEBUG checkb(bp, "pullupblock 2");
236                                 return bp;
237                         }
238                 }
239         }
240         freeb(bp);
241         return 0;
242 }
243
244 /*
245  *  make sure the first block has at least n bytes
246  */
247 struct block *pullupqueue(struct queue *q, int n)
248 {
249         struct block *b;
250
251         if ((BLEN(q->bfirst) >= n))
252                 return q->bfirst;
253         q->bfirst = pullupblock(q->bfirst, n);
254         for (b = q->bfirst; b != NULL && b->next != NULL; b = b->next) ;
255         q->blast = b;
256         return q->bfirst;
257 }
258
259 /*
260  *  trim to len bytes starting at offset
261  */
262 struct block *trimblock(struct block *bp, int offset, int len)
263 {
264         uint32_t l;
265         struct block *nb, *startb;
266
267         QDEBUG checkb(bp, "trimblock 1");
268         if (blocklen(bp) < offset + len) {
269                 freeblist(bp);
270                 return NULL;
271         }
272
273         while ((l = BLEN(bp)) < offset) {
274                 offset -= l;
275                 nb = bp->next;
276                 bp->next = NULL;
277                 freeb(bp);
278                 bp = nb;
279         }
280
281         startb = bp;
282         bp->rp += offset;
283
284         while ((l = BLEN(bp)) < len) {
285                 len -= l;
286                 bp = bp->next;
287         }
288
289         bp->wp -= (BLEN(bp) - len);
290
291         if (bp->next) {
292                 freeblist(bp->next);
293                 bp->next = NULL;
294         }
295
296         return startb;
297 }
298
299 /*
300  *  copy 'count' bytes into a new block
301  */
302 struct block *copyblock(struct block *bp, int count)
303 {
304         int l;
305         struct block *nbp;
306
307         QDEBUG checkb(bp, "copyblock 0");
308         nbp = allocb(count);
309         for (; count > 0 && bp != 0; bp = bp->next) {
310                 l = BLEN(bp);
311                 if (l > count)
312                         l = count;
313                 memmove(nbp->wp, bp->rp, l);
314                 nbp->wp += l;
315                 count -= l;
316         }
317         if (count > 0) {
318                 memset(nbp->wp, 0, count);
319                 nbp->wp += count;
320         }
321         copyblockcnt++;
322         QDEBUG checkb(nbp, "copyblock 1");
323
324         return nbp;
325 }
326
327 struct block *adjustblock(struct block *bp, int len)
328 {
329         int n;
330         struct block *nbp;
331
332         if (len < 0) {
333                 freeb(bp);
334                 return NULL;
335         }
336
337         if (bp->rp + len > bp->lim) {
338                 nbp = copyblock(bp, len);
339                 freeblist(bp);
340                 QDEBUG checkb(nbp, "adjustblock 1");
341
342                 return nbp;
343         }
344
345         n = BLEN(bp);
346         if (len > n)
347                 memset(bp->wp, 0, len - n);
348         bp->wp = bp->rp + len;
349         QDEBUG checkb(bp, "adjustblock 2");
350
351         return bp;
352 }
353
354 /*
355  *  throw away up to count bytes from a
356  *  list of blocks.  Return count of bytes
357  *  thrown away.
358  */
359 int pullblock(struct block **bph, int count)
360 {
361         struct block *bp;
362         int n, bytes;
363
364         bytes = 0;
365         if (bph == NULL)
366                 return 0;
367
368         while (*bph != NULL && count != 0) {
369                 bp = *bph;
370                 n = BLEN(bp);
371                 if (count < n)
372                         n = count;
373                 bytes += n;
374                 count -= n;
375                 bp->rp += n;
376                 QDEBUG checkb(bp, "pullblock ");
377                 if (BLEN(bp) == 0) {
378                         *bph = bp->next;
379                         bp->next = NULL;
380                         freeb(bp);
381                 }
382         }
383         return bytes;
384 }
385
386 /*
387  *  get next block from a queue, return null if nothing there
388  */
389 struct block *qget(struct queue *q)
390 {
391         int dowakeup;
392         struct block *b;
393
394         /* sync with qwrite */
395         spin_lock_irqsave(&q->lock);
396
397         b = q->bfirst;
398         if (b == NULL) {
399                 q->state |= Qstarve;
400                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
401                 return NULL;
402         }
403         q->bfirst = b->next;
404         b->next = 0;
405         q->len -= BALLOC(b);
406         q->dlen -= BLEN(b);
407         QDEBUG checkb(b, "qget");
408
409         /* if writer flow controlled, restart */
410         if ((q->state & Qflow) && q->len < q->limit / 2) {
411                 q->state &= ~Qflow;
412                 dowakeup = 1;
413         } else
414                 dowakeup = 0;
415
416         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
417
418         if (dowakeup)
419                 rendez_wakeup(&q->wr);
420
421         return b;
422 }
423
424 /*
425  *  throw away the next 'len' bytes in the queue
426  * returning the number actually discarded
427  */
428 int qdiscard(struct queue *q, int len)
429 {
430         struct block *b;
431         int dowakeup, n, sofar;
432
433         spin_lock_irqsave(&q->lock);
434         for (sofar = 0; sofar < len; sofar += n) {
435                 b = q->bfirst;
436                 if (b == NULL)
437                         break;
438                 QDEBUG checkb(b, "qdiscard");
439                 n = BLEN(b);
440                 if (n <= len - sofar) {
441                         q->bfirst = b->next;
442                         b->next = 0;
443                         q->len -= BALLOC(b);
444                         q->dlen -= BLEN(b);
445                         freeb(b);
446                 } else {
447                         n = len - sofar;
448                         b->rp += n;
449                         q->dlen -= n;
450                 }
451         }
452
453         /*
454          *  if writer flow controlled, restart
455          *
456          *  This used to be
457          *  q->len < q->limit/2
458          *  but it slows down tcp too much for certain write sizes.
459          *  I really don't understand it completely.  It may be
460          *  due to the queue draining so fast that the transmission
461          *  stalls waiting for the app to produce more data.  - presotto
462          */
463         if ((q->state & Qflow) && q->len < q->limit) {
464                 q->state &= ~Qflow;
465                 dowakeup = 1;
466         } else
467                 dowakeup = 0;
468
469         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
470
471         if (dowakeup)
472                 rendez_wakeup(&q->wr);
473
474         return sofar;
475 }
476
477 /*
478  *  Interrupt level copy out of a queue, return # bytes copied.
479  */
480 int qconsume(struct queue *q, void *vp, int len)
481 {
482         struct block *b;
483         int n, dowakeup;
484         uint8_t *p = vp;
485         struct block *tofree = NULL;
486
487         /* sync with qwrite */
488         spin_lock_irqsave(&q->lock);
489
490         for (;;) {
491                 b = q->bfirst;
492                 if (b == 0) {
493                         q->state |= Qstarve;
494                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
495                         return -1;
496                 }
497                 QDEBUG checkb(b, "qconsume 1");
498
499                 n = BLEN(b);
500                 if (n > 0)
501                         break;
502                 q->bfirst = b->next;
503                 q->len -= BALLOC(b);
504
505                 /* remember to free this */
506                 b->next = tofree;
507                 tofree = b;
508         };
509
510         if (n < len)
511                 len = n;
512         memmove(p, b->rp, len);
513         consumecnt += n;
514         b->rp += len;
515         q->dlen -= len;
516
517         /* discard the block if we're done with it */
518         if ((q->state & Qmsg) || len == n) {
519                 q->bfirst = b->next;
520                 b->next = 0;
521                 q->len -= BALLOC(b);
522                 q->dlen -= BLEN(b);
523
524                 /* remember to free this */
525                 b->next = tofree;
526                 tofree = b;
527         }
528
529         /* if writer flow controlled, restart */
530         if ((q->state & Qflow) && q->len < q->limit / 2) {
531                 q->state &= ~Qflow;
532                 dowakeup = 1;
533         } else
534                 dowakeup = 0;
535
536         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
537
538         if (dowakeup)
539                 rendez_wakeup(&q->wr);
540
541         if (tofree != NULL)
542                 freeblist(tofree);
543
544         return len;
545 }
546
547 int qpass(struct queue *q, struct block *b)
548 {
549         int dlen, len, dowakeup;
550
551         /* sync with qread */
552         dowakeup = 0;
553         spin_lock_irqsave(&q->lock);
554         if (q->len >= q->limit) {
555                 freeblist(b);
556                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
557                 return -1;
558         }
559         if (q->state & Qclosed) {
560                 len = blocklen(b);
561                 freeblist(b);
562                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
563                 return len;
564         }
565
566         /* add buffer to queue */
567         if (q->bfirst)
568                 q->blast->next = b;
569         else
570                 q->bfirst = b;
571         len = BALLOC(b);
572         dlen = BLEN(b);
573         QDEBUG checkb(b, "qpass");
574         while (b->next) {
575                 b = b->next;
576                 QDEBUG checkb(b, "qpass");
577                 len += BALLOC(b);
578                 dlen += BLEN(b);
579         }
580         q->blast = b;
581         q->len += len;
582         q->dlen += dlen;
583
584         if (q->len >= q->limit / 2)
585                 q->state |= Qflow;
586
587         if (q->state & Qstarve) {
588                 q->state &= ~Qstarve;
589                 dowakeup = 1;
590         }
591         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
592
593         if (dowakeup)
594                 rendez_wakeup(&q->rr);
595
596         return len;
597 }
598
599 int qpassnolim(struct queue *q, struct block *b)
600 {
601         int dlen, len, dowakeup;
602
603         /* sync with qread */
604         dowakeup = 0;
605         spin_lock_irqsave(&q->lock);
606
607         if (q->state & Qclosed) {
608                 freeblist(b);
609                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
610                 return BALLOC(b);
611         }
612
613         /* add buffer to queue */
614         if (q->bfirst)
615                 q->blast->next = b;
616         else
617                 q->bfirst = b;
618         len = BALLOC(b);
619         dlen = BLEN(b);
620         QDEBUG checkb(b, "qpass");
621         while (b->next) {
622                 b = b->next;
623                 QDEBUG checkb(b, "qpass");
624                 len += BALLOC(b);
625                 dlen += BLEN(b);
626         }
627         q->blast = b;
628         q->len += len;
629         q->dlen += dlen;
630
631         if (q->len >= q->limit / 2)
632                 q->state |= Qflow;
633
634         if (q->state & Qstarve) {
635                 q->state &= ~Qstarve;
636                 dowakeup = 1;
637         }
638         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
639
640         if (dowakeup)
641                 rendez_wakeup(&q->rr);
642
643         return len;
644 }
645
646 /*
647  *  if the allocated space is way out of line with the used
648  *  space, reallocate to a smaller block
649  */
650 struct block *packblock(struct block *bp)
651 {
652         struct block **l, *nbp;
653         int n;
654
655         for (l = &bp; *l; l = &(*l)->next) {
656                 nbp = *l;
657                 n = BLEN(nbp);
658                 if ((n << 2) < BALLOC(nbp)) {
659                         *l = allocb(n);
660                         memmove((*l)->wp, nbp->rp, n);
661                         (*l)->wp += n;
662                         (*l)->next = nbp->next;
663                         freeb(nbp);
664                 }
665         }
666
667         return bp;
668 }
669
670 int qproduce(struct queue *q, void *vp, int len)
671 {
672         struct block *b;
673         int dowakeup;
674         uint8_t *p = vp;
675
676         /* sync with qread */
677         dowakeup = 0;
678         spin_lock_irqsave(&q->lock);
679
680         /* no waiting receivers, room in buffer? */
681         if (q->len >= q->limit) {
682                 q->state |= Qflow;
683                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
684                 return -1;
685         }
686
687         /* save in buffer */
688         /* use Qcoalesce here to save storage */
689         b = q->blast;
690         if ((q->state & Qcoalesce) == 0 || q->bfirst == NULL
691                 || b->lim - b->wp < len) {
692                 /* need a new block */
693                 b = iallocb(len);
694                 if (b == 0) {
695                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
696                         return 0;
697                 }
698                 if (q->bfirst)
699                         q->blast->next = b;
700                 else
701                         q->bfirst = b;
702                 q->blast = b;
703                 /* b->next = 0; done by iallocb() */
704                 q->len += BALLOC(b);
705         }
706         memmove(b->wp, p, len);
707         producecnt += len;
708         b->wp += len;
709         q->dlen += len;
710         QDEBUG checkb(b, "qproduce");
711
712         if (q->state & Qstarve) {
713                 q->state &= ~Qstarve;
714                 dowakeup = 1;
715         }
716
717         if (q->len >= q->limit)
718                 q->state |= Qflow;
719         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
720
721         if (dowakeup)
722                 rendez_wakeup(&q->rr);
723
724         return len;
725 }
726
727 /*
728  *  copy from offset in the queue
729  */
730 struct block *qcopy(struct queue *q, int len, uint32_t offset)
731 {
732         int sofar;
733         int n;
734         struct block *b, *nb;
735         uint8_t *p;
736
737         nb = allocb(len);
738
739         spin_lock_irqsave(&q->lock);
740
741         /* go to offset */
742         b = q->bfirst;
743         for (sofar = 0;; sofar += n) {
744                 if (b == NULL) {
745                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
746                         return nb;
747                 }
748                 n = BLEN(b);
749                 if (sofar + n > offset) {
750                         p = b->rp + offset - sofar;
751                         n -= offset - sofar;
752                         break;
753                 }
754                 QDEBUG checkb(b, "qcopy");
755                 b = b->next;
756         }
757
758         /* copy bytes from there */
759         for (sofar = 0; sofar < len;) {
760                 if (n > len - sofar)
761                         n = len - sofar;
762                 memmove(nb->wp, p, n);
763                 qcopycnt += n;
764                 sofar += n;
765                 nb->wp += n;
766                 b = b->next;
767                 if (b == NULL)
768                         break;
769                 n = BLEN(b);
770                 p = b->rp;
771         }
772         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
773
774         return nb;
775 }
776
777 static void qinit_common(struct queue *q)
778 {
779         spinlock_init_irqsave(&q->lock);
780         qlock_init(&q->rlock);
781         qlock_init(&q->wlock);
782         rendez_init(&q->rr);
783         rendez_init(&q->wr);
784 }
785
786 /*
787  *  called by non-interrupt code
788  */
789 struct queue *qopen(int limit, int msg, void (*kick) (void *), void *arg)
790 {
791         struct queue *q;
792
793         q = kzmalloc(sizeof(struct queue), 0);
794         if (q == 0)
795                 return 0;
796         qinit_common(q);
797
798         q->limit = q->iNULLim = limit;
799         q->kick = kick;
800         q->arg = arg;
801         q->state = msg;
802         q->state |= Qstarve;
803         q->eof = 0;
804         q->noblock = 0;
805
806         return q;
807 }
808
809 /* open a queue to be bypassed */
810 struct queue *qbypass(void (*bypass) (void *, struct block *), void *arg)
811 {
812         struct queue *q;
813
814         q = kzmalloc(sizeof(struct queue), 0);
815         if (q == 0)
816                 return 0;
817         qinit_common(q);
818
819         q->limit = 0;
820         q->arg = arg;
821         q->bypass = bypass;
822         q->state = 0;
823
824         return q;
825 }
826
827 static int notempty(void *a)
828 {
829         struct queue *q = a;
830
831         return (q->state & Qclosed) || q->bfirst != 0;
832 }
833
834 /*
835  *  wait for the queue to be non-empty or closed.
836  *  called with q ilocked.
837  */
838 static int qwait(struct queue *q)
839 {
840         /* wait for data */
841         for (;;) {
842                 if (q->bfirst != NULL)
843                         break;
844
845                 if (q->state & Qclosed) {
846                         if (++q->eof > 3)
847                                 return -1;
848                         if (*q->err && strcmp(q->err, Ehungup) != 0)
849                                 return -1;
850                         return 0;
851                 }
852
853                 q->state |= Qstarve;    /* flag requesting producer to wake me */
854                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
855                 rendez_sleep(&q->rr, notempty, q);
856                 spin_lock_irqsave(&q->lock);
857         }
858         return 1;
859 }
860
861 /*
862  * add a block list to a queue
863  */
864 void qaddlist(struct queue *q, struct block *b)
865 {
866         /* queue the block */
867         if (q->bfirst)
868                 q->blast->next = b;
869         else
870                 q->bfirst = b;
871         q->len += blockalloclen(b);
872         q->dlen += blocklen(b);
873         while (b->next)
874                 b = b->next;
875         q->blast = b;
876 }
877
878 /*
879  *  called with q ilocked
880  */
881 struct block *qremove(struct queue *q)
882 {
883         struct block *b;
884
885         b = q->bfirst;
886         if (b == NULL)
887                 return NULL;
888         q->bfirst = b->next;
889         b->next = NULL;
890         q->dlen -= BLEN(b);
891         q->len -= BALLOC(b);
892         QDEBUG checkb(b, "qremove");
893         return b;
894 }
895
896 /*
897  *  copy the contents of a string of blocks into
898  *  memory.  emptied blocks are freed.  return
899  *  pointer to first unconsumed block.
900  */
901 struct block *bl2mem(uint8_t * p, struct block *b, int n)
902 {
903         int i;
904         struct block *next;
905
906         for (; b != NULL; b = next) {
907                 i = BLEN(b);
908                 if (i > n) {
909                         memmove(p, b->rp, n);
910                         b->rp += n;
911                         return b;
912                 }
913                 memmove(p, b->rp, i);
914                 n -= i;
915                 p += i;
916                 b->rp += i;
917                 next = b->next;
918                 freeb(b);
919         }
920         return NULL;
921 }
922
923 /*
924  *  copy the contents of memory into a string of blocks.
925  *  return NULL on error.
926  */
927 struct block *mem2bl(uint8_t * p, int len)
928 {
929         ERRSTACK(1);
930         int n;
931         struct block *b, *first, **l;
932
933         first = NULL;
934         l = &first;
935         if (waserror()) {
936                 freeblist(first);
937                 nexterror();
938         }
939         do {
940                 n = len;
941                 if (n > Maxatomic)
942                         n = Maxatomic;
943
944                 *l = b = allocb(n);
945                 memmove(b->wp, p, n);
946                 b->wp += n;
947                 p += n;
948                 len -= n;
949                 l = &b->next;
950         } while (len > 0);
951         poperror();
952
953         return first;
954 }
955
956 /*
957  *  put a block back to the front of the queue
958  *  called with q ilocked
959  */
960 void qputback(struct queue *q, struct block *b)
961 {
962         b->next = q->bfirst;
963         if (q->bfirst == NULL)
964                 q->blast = b;
965         q->bfirst = b;
966         q->len += BALLOC(b);
967         q->dlen += BLEN(b);
968 }
969
970 /*
971  *  flow control, get producer going again
972  *  called with q ilocked
973  */
974 static void qwakeup_iunlock(struct queue *q)
975 {
976         int dowakeup = 0;
977
978         /* if writer flow controlled, restart */
979         if ((q->state & Qflow) && q->len < q->limit / 2) {
980                 q->state &= ~Qflow;
981                 dowakeup = 1;
982         }
983
984         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
985
986         /* wakeup flow controlled writers */
987         if (dowakeup) {
988                 if (q->kick)
989                         q->kick(q->arg);
990                 rendez_wakeup(&q->wr);
991         }
992 }
993
994 /*
995  *  get next block from a queue (up to a limit)
996  */
997 struct block *qbread(struct queue *q, int len)
998 {
999         ERRSTACK(1);
1000         struct block *b, *nb;
1001         int n;
1002
1003         qlock(&q->rlock);
1004         if (waserror()) {
1005                 qunlock(&q->rlock);
1006                 nexterror();
1007         }
1008
1009         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1010         switch (qwait(q)) {
1011                 case 0:
1012                         /* queue closed */
1013                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1014                         qunlock(&q->rlock);
1015                         poperror();
1016                         return NULL;
1017                 case -1:
1018                         /* multiple reads on a closed queue */
1019                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1020                         error(q->err);
1021         }
1022
1023         /* if we get here, there's at least one block in the queue */
1024         b = qremove(q);
1025         n = BLEN(b);
1026
1027         /* split block if it's too big and this is not a message queue */
1028         nb = b;
1029         if (n > len) {
1030                 if ((q->state & Qmsg) == 0) {
1031                         n -= len;
1032                         b = allocb(n);
1033                         memmove(b->wp, nb->rp + len, n);
1034                         b->wp += n;
1035                         qputback(q, b);
1036                 }
1037                 nb->wp = nb->rp + len;
1038         }
1039
1040         /* restart producer */
1041         qwakeup_iunlock(q);
1042
1043         poperror();
1044         qunlock(&q->rlock);
1045         return nb;
1046 }
1047
1048 /*
1049  *  read a queue.  if no data is queued, post a struct block
1050  *  and wait on its Rendez.
1051  */
1052 long qread(struct queue *q, void *vp, int len)
1053 {
1054         ERRSTACK(1);
1055         struct block *b, *first, **l;
1056         int m, n;
1057
1058         qlock(&q->rlock);
1059         if (waserror()) {
1060                 qunlock(&q->rlock);
1061                 nexterror();
1062         }
1063
1064         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1065 again:
1066         switch (qwait(q)) {
1067                 case 0:
1068                         /* queue closed */
1069                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1070                         qunlock(&q->rlock);
1071                         poperror();
1072                         return 0;
1073                 case -1:
1074                         /* multiple reads on a closed queue */
1075                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1076                         error(q->err);
1077         }
1078
1079         /* if we get here, there's at least one block in the queue */
1080         if (q->state & Qcoalesce) {
1081                 /* when coalescing, 0 length blocks just go away */
1082                 b = q->bfirst;
1083                 if (BLEN(b) <= 0) {
1084                         freeb(qremove(q));
1085                         goto again;
1086                 }
1087
1088                 /*  grab the first block plus as many
1089                  *  following blocks as will completely
1090                  *  fit in the read.
1091                  */
1092                 n = 0;
1093                 l = &first;
1094                 m = BLEN(b);
1095                 for (;;) {
1096                         *l = qremove(q);
1097                         l = &b->next;
1098                         n += m;
1099
1100                         b = q->bfirst;
1101                         if (b == NULL)
1102                                 break;
1103                         m = BLEN(b);
1104                         if (n + m > len)
1105                                 break;
1106                 }
1107         } else {
1108                 first = qremove(q);
1109                 n = BLEN(first);
1110         }
1111
1112         /* copy to user space outside of the ilock */
1113         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1114         b = bl2mem(vp, first, len);
1115         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1116
1117         /* take care of any left over partial block */
1118         if (b != NULL) {
1119                 n -= BLEN(b);
1120                 if (q->state & Qmsg)
1121                         freeb(b);
1122                 else
1123                         qputback(q, b);
1124         }
1125
1126         /* restart producer */
1127         qwakeup_iunlock(q);
1128
1129         poperror();
1130         qunlock(&q->rlock);
1131         return n;
1132 }
1133
1134 static int qnotfull(void *a)
1135 {
1136         struct queue *q = a;
1137
1138         return q->len < q->limit || (q->state & Qclosed);
1139 }
1140
1141 uint32_t noblockcnt;
1142
1143 /*
1144  *  add a block to a queue obeying flow control
1145  */
1146 long qbwrite(struct queue *q, struct block *b)
1147 {
1148         ERRSTACK(1);
1149         int n, dowakeup;
1150
1151         n = BLEN(b);
1152
1153         if (q->bypass) {
1154                 (*q->bypass) (q->arg, b);
1155                 return n;
1156         }
1157
1158         dowakeup = 0;
1159         qlock(&q->wlock);
1160         if (waserror()) {
1161                 if (b != NULL)
1162                         freeb(b);
1163                 qunlock(&q->wlock);
1164                 nexterror();
1165         }
1166
1167         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1168
1169         /* give up if the queue is closed */
1170         if (q->state & Qclosed) {
1171                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1172                 error(q->err);
1173         }
1174
1175         /* if nonblocking, don't queue over the limit */
1176         if (q->len >= q->limit) {
1177                 if (q->noblock) {
1178                         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1179                         freeb(b);
1180                         noblockcnt += n;
1181                         qunlock(&q->wlock);
1182                         poperror();
1183                         return n;
1184                 }
1185         }
1186
1187         /* queue the block */
1188         if (q->bfirst)
1189                 q->blast->next = b;
1190         else
1191                 q->bfirst = b;
1192         q->blast = b;
1193         b->next = 0;
1194         q->len += BALLOC(b);
1195         q->dlen += n;
1196         QDEBUG checkb(b, "qbwrite");
1197         b = NULL;
1198
1199         /* make sure other end gets awakened */
1200         if (q->state & Qstarve) {
1201                 q->state &= ~Qstarve;
1202                 dowakeup = 1;
1203         }
1204         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1205
1206         /*  get output going again */
1207         if (q->kick && (dowakeup || (q->state & Qkick)))
1208                 q->kick(q->arg);
1209
1210         /* wakeup anyone consuming at the other end */
1211         if (dowakeup)
1212                 rendez_wakeup(&q->rr);
1213
1214         /*
1215          *  flow control, wait for queue to get below the limit
1216          *  before allowing the process to continue and queue
1217          *  more.  We do this here so that postnote can only
1218          *  interrupt us after the data has been queued.  This
1219          *  means that things like 9p flushes and ssl messages
1220          *  will not be disrupted by software interrupts.
1221          *
1222          *  Note - this is moderately dangerous since a process
1223          *  that keeps getting interrupted and rewriting will
1224          *  queue infinite crud.
1225          */
1226         for (;;) {
1227                 if (q->noblock || qnotfull(q))
1228                         break;
1229
1230                 spin_lock_irqsave(&q->lock);
1231                 q->state |= Qflow;
1232                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1233                 rendez_sleep(&q->wr, qnotfull, q);
1234         }
1235
1236         qunlock(&q->wlock);
1237         poperror();
1238         return n;
1239 }
1240
1241 /*
1242  *  write to a queue.  only Maxatomic bytes at a time is atomic.
1243  */
1244 int qwrite(struct queue *q, void *vp, int len)
1245 {
1246         ERRSTACK(1);
1247         int n, sofar;
1248         struct block *b;
1249         uint8_t *p = vp;
1250
1251         QDEBUG if (!islo())
1252                  printd("qwrite hi %p\n", getcallerpc(&q));
1253
1254         sofar = 0;
1255         do {
1256                 n = len - sofar;
1257                 if (n > Maxatomic)
1258                         n = Maxatomic;
1259
1260                 b = allocb(n);
1261                 if (waserror()) {
1262                         freeb(b);
1263                         nexterror();
1264                 }
1265                 memmove(b->wp, p + sofar, n);
1266                 poperror();
1267                 b->wp += n;
1268
1269                 qbwrite(q, b);
1270
1271                 sofar += n;
1272         } while (sofar < len && (q->state & Qmsg) == 0);
1273
1274         return len;
1275 }
1276
1277 /*
1278  *  used by print() to write to a queue.  Since we may be splhi or not in
1279  *  a process, don't qlock.
1280  */
1281 int qiwrite(struct queue *q, void *vp, int len)
1282 {
1283         int n, sofar, dowakeup;
1284         struct block *b;
1285         uint8_t *p = vp;
1286
1287         dowakeup = 0;
1288
1289         sofar = 0;
1290         do {
1291                 n = len - sofar;
1292                 if (n > Maxatomic)
1293                         n = Maxatomic;
1294
1295                 b = iallocb(n);
1296                 if (b == NULL)
1297                         break;
1298                 memmove(b->wp, p + sofar, n);
1299                 b->wp += n;
1300
1301                 spin_lock_irqsave(&q->lock);
1302
1303                 QDEBUG checkb(b, "qiwrite");
1304                 if (q->bfirst)
1305                         q->blast->next = b;
1306                 else
1307                         q->bfirst = b;
1308                 q->blast = b;
1309                 q->len += BALLOC(b);
1310                 q->dlen += n;
1311
1312                 if (q->state & Qstarve) {
1313                         q->state &= ~Qstarve;
1314                         dowakeup = 1;
1315                 }
1316
1317                 spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1318
1319                 if (dowakeup) {
1320                         if (q->kick)
1321                                 q->kick(q->arg);
1322                         rendez_wakeup(&q->rr);
1323                 }
1324
1325                 sofar += n;
1326         } while (sofar < len && (q->state & Qmsg) == 0);
1327
1328         return sofar;
1329 }
1330
1331 /*
1332  *  be extremely careful when calling this,
1333  *  as there is no reference accounting
1334  */
1335 void qfree(struct queue *q)
1336 {
1337         qclose(q);
1338         kfree(q);
1339 }
1340
1341 /*
1342  *  Mark a queue as closed.  No further IO is permitted.
1343  *  All blocks are released.
1344  */
1345 void qclose(struct queue *q)
1346 {
1347         struct block *bfirst;
1348
1349         if (q == NULL)
1350                 return;
1351
1352         /* mark it */
1353         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1354         q->state |= Qclosed;
1355         q->state &= ~(Qflow | Qstarve);
1356         strncpy(q->err, Ehungup, sizeof(q->err));
1357         bfirst = q->bfirst;
1358         q->bfirst = 0;
1359         q->len = 0;
1360         q->dlen = 0;
1361         q->noblock = 0;
1362         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1363
1364         /* free queued blocks */
1365         freeblist(bfirst);
1366
1367         /* wake up readers/writers */
1368         rendez_wakeup(&q->rr);
1369         rendez_wakeup(&q->wr);
1370 }
1371
1372 /*
1373  *  Mark a queue as closed.  Wakeup any readers.  Don't remove queued
1374  *  blocks.
1375  */
1376 void qhangup(struct queue *q, char *msg)
1377 {
1378         /* mark it */
1379         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1380         q->state |= Qclosed;
1381         if (msg == 0 || *msg == 0)
1382                 strncpy(q->err, Ehungup, sizeof(q->err));
1383         else
1384                 strncpy(q->err, msg, ERRMAX - 1);
1385         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1386
1387         /* wake up readers/writers */
1388         rendez_wakeup(&q->rr);
1389         rendez_wakeup(&q->wr);
1390 }
1391
1392 /*
1393  *  return non-zero if the q is hungup
1394  */
1395 int qisclosed(struct queue *q)
1396 {
1397         return q->state & Qclosed;
1398 }
1399
1400 /*
1401  *  mark a queue as no longer hung up
1402  */
1403 void qreopen(struct queue *q)
1404 {
1405         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1406         q->state &= ~Qclosed;
1407         q->state |= Qstarve;
1408         q->eof = 0;
1409         q->limit = q->iNULLim;
1410         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1411 }
1412
1413 /*
1414  *  return bytes queued
1415  */
1416 int qlen(struct queue *q)
1417 {
1418         return q->dlen;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * return space remaining before flow control
1423  */
1424 int qwindow(struct queue *q)
1425 {
1426         int l;
1427
1428         l = q->limit - q->len;
1429         if (l < 0)
1430                 l = 0;
1431         return l;
1432 }
1433
1434 /*
1435  *  return true if we can read without blocking
1436  */
1437 int qcanread(struct queue *q)
1438 {
1439         return q->bfirst != 0;
1440 }
1441
1442 /*
1443  *  change queue limit
1444  */
1445 void qsetlimit(struct queue *q, int limit)
1446 {
1447         q->limit = limit;
1448 }
1449
1450 /*
1451  *  set blocking/nonblocking
1452  */
1453 void qnoblock(struct queue *q, int onoff)
1454 {
1455         q->noblock = onoff;
1456 }
1457
1458 /*
1459  *  flush the output queue
1460  */
1461 void qflush(struct queue *q)
1462 {
1463         struct block *bfirst;
1464
1465         /* mark it */
1466         spin_lock_irqsave(&q->lock);
1467         bfirst = q->bfirst;
1468         q->bfirst = 0;
1469         q->len = 0;
1470         q->dlen = 0;
1471         spin_unlock_irqsave(&q->lock);
1472
1473         /* free queued blocks */
1474         freeblist(bfirst);
1475
1476         /* wake up readers/writers */
1477         rendez_wakeup(&q->wr);
1478 }
1479
1480 int qfull(struct queue *q)
1481 {
1482         return q->state & Qflow;
1483 }
1484
1485 int qstate(struct queue *q)
1486 {
1487         return q->state;
1488 }
1489
1490 void qdump(struct queue *q)
1491 {
1492         if (q)
1493                 printk("q=%p bfirst=%p blast=%p len=%d dlen=%d limit=%d state=#%x\n",
1494                            q, q->bfirst, q->blast, q->len, q->dlen, q->limit, q->state);
1495 }