]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
ident(1): Normalizing date format
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61 #include <sys/limits.h>
62 #include <sys/lock.h>
63 #include <sys/malloc.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/kernel.h>
67 #include <sys/kthread.h>
68 #include <sys/proc.h>
69 #include <sys/racct.h>
70 #include <sys/refcount.h>
71 #include <sys/resourcevar.h>
72 #include <sys/rwlock.h>
73 #include <sys/smp.h>
74 #include <sys/sysctl.h>
75 #include <sys/syscallsubr.h>
76 #include <sys/vmem.h>
77 #include <sys/vmmeter.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/watchdog.h>
80 #include <geom/geom.h>
81 #include <vm/vm.h>
82 #include <vm/vm_param.h>
83 #include <vm/vm_kern.h>
84 #include <vm/vm_object.h>
85 #include <vm/vm_page.h>
86 #include <vm/vm_pageout.h>
87 #include <vm/vm_pager.h>
88 #include <vm/vm_extern.h>
89 #include <vm/vm_map.h>
90 #include <vm/swap_pager.h>
91
92 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
93
94 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
95
96 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
97         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
98         .bop_write      =       bufwrite,
99         .bop_strategy   =       bufstrategy,
100         .bop_sync       =       bufsync,
101         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
102 };
103
104 struct bufqueue {
105         struct mtx_padalign     bq_lock;
106         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
107         uint8_t                 bq_index;
108         uint16_t                bq_subqueue;
109         int                     bq_len;
110 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
111
112 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
113 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
116
117 struct bufdomain {
118         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
119         struct bufqueue bd_dirtyq;
120         struct bufqueue *bd_cleanq;
121         struct mtx_padalign bd_run_lock;
122         /* Constants */
123         long            bd_maxbufspace;
124         long            bd_hibufspace;
125         long            bd_lobufspace;
126         long            bd_bufspacethresh;
127         int             bd_hifreebuffers;
128         int             bd_lofreebuffers;
129         int             bd_hidirtybuffers;
130         int             bd_lodirtybuffers;
131         int             bd_dirtybufthresh;
132         int             bd_lim;
133         /* atomics */
134         int             bd_wanted;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
137         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
139 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
140
141 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
142 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
145 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
146 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
149
150 static char *buf;               /* buffer header pool */
151 static struct buf *
152 nbufp(unsigned i)
153 {
154         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
155             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
156 }
157
158 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
159
160 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
161 struct proc *bufdaemonproc;
162
163 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
164 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
165                 vm_offset_t to);
166 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
167 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
168                 vm_page_t m);
169 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
170 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
171 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
172 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
173 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
174 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
175                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
176 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
177                 void (*)(struct buf *));
178 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
179 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
180 static void buf_daemon(void);
181 static __inline void bd_wakeup(void);
182 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
183 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
184 static void bufkva_free(struct buf *);
185 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
186 static void buf_release(void *, void **, int);
187 static void maxbcachebuf_adjust(void);
188 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
189 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
190 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
191 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
192 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
193             const char *lockname);
194 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
195 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
196 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
197 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
198
199 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200 int vmiodirenable = TRUE;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
202     "Use the VM system for directory writes");
203 long runningbufspace;
204 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
205     "Amount of presently outstanding async buffer io");
206 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
207     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
208 static counter_u64_t bufkvaspace;
209 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
210     "Kernel virtual memory used for buffers");
211 static long maxbufspace;
212 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
213     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
214     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
215     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
216 static long bufmallocspace;
217 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
218     "Amount of malloced memory for buffers");
219 static long maxbufmallocspace;
220 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
221     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
222 static long lobufspace;
223 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
224     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
225     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
226     "Minimum amount of buffers we want to have");
227 long hibufspace;
228 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
229     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
230     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
231     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
232 long bufspacethresh;
233 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
234     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
235     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
236     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
237 static counter_u64_t buffreekvacnt;
238 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
239     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
240 static counter_u64_t bufdefragcnt;
241 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
242     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
243 static long lorunningspace;
244 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
245     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
246     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
247 static long hirunningspace;
248 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
249     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
250     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
251 int dirtybufferflushes;
252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
253     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
254 int bdwriteskip;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
256     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
257 int altbufferflushes;
258 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
259     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
260 static int recursiveflushes;
261 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
262     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
263 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
264 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
265     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
266     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
267 static int lodirtybuffers;
268 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
269     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
270     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
271     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
272 static int hidirtybuffers;
273 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
274     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
275     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
276     "When the number of dirty buffers is considered severe");
277 int dirtybufthresh;
278 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
279     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
280     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
281     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
282 static int numfreebuffers;
283 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
284     "Number of free buffers");
285 static int lofreebuffers;
286 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
287     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
288     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
289    "Target number of free buffers");
290 static int hifreebuffers;
291 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
292     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
293     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
294    "Threshold for clean buffer recycling");
295 static counter_u64_t getnewbufcalls;
296 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
297    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
298 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
299 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
300     &getnewbufrestarts,
301     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
302 static counter_u64_t mappingrestarts;
303 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
304     &mappingrestarts,
305     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
306     "unmapped buffer");
307 static counter_u64_t numbufallocfails;
308 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
309     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
310 static int flushbufqtarget = 100;
311 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
312     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
313 static counter_u64_t notbufdflushes;
314 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
315     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
316 static long barrierwrites;
317 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
318     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
319 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
320     &unmapped_buf_allowed, 0,
321     "Permit the use of the unmapped i/o");
322 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
323 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
324     "Maximum size of a buffer cache block");
325
326 /*
327  * This lock synchronizes access to bd_request.
328  */
329 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
330
331 /*
332  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
333  * waitrunningbufspace().
334  */
335 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
336
337 /*
338  * Lock that protects bdirtywait.
339  */
340 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
341
342 /*
343  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
344  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
345  * is idling.
346  */
347 static int bd_request;
348
349 /*
350  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
351  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
352  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
353  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
354  */
355 static int bd_speedupreq;
356
357 /*
358  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
359  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
360  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
361  */
362 static int runningbufreq;
363
364 /*
365  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
366  */
367 static int bdirtywait;
368
369 /*
370  * Definitions for the buffer free lists.
371  */
372 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
373 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
374 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
375 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
376 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
377
378 /* Maximum number of buffer domains. */
379 #define BUF_DOMAINS     8
380
381 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
382 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
383
384 /* Configured number of clean queues. */
385 static int __read_mostly buf_domains;
386
387 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
388 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
389 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
390
391 /*
392  * per-cpu empty buffer cache.
393  */
394 uma_zone_t buf_zone;
395
396 /*
397  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
398  * buf_wmesg is referred from macros.
399  */
400 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
401
402 static int
403 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
404 {
405         long value;
406         int error;
407
408         value = *(long *)arg1;
409         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
410         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
411                 return (error);
412         mtx_lock(&rbreqlock);
413         if (arg1 == &hirunningspace) {
414                 if (value < lorunningspace)
415                         error = EINVAL;
416                 else
417                         hirunningspace = value;
418         } else {
419                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
420                     ("%s: unknown arg1", __func__));
421                 if (value > hirunningspace)
422                         error = EINVAL;
423                 else
424                         lorunningspace = value;
425         }
426         mtx_unlock(&rbreqlock);
427         return (error);
428 }
429
430 static int
431 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
432 {
433         int error;
434         int value;
435         int i;
436
437         value = *(int *)arg1;
438         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
439         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
440                 return (error);
441         *(int *)arg1 = value;
442         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
443                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
444                     value / buf_domains;
445
446         return (error);
447 }
448
449 static int
450 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
451 {
452         long value;
453         int error;
454         int i;
455
456         value = *(long *)arg1;
457         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
458         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
459                 return (error);
460         *(long *)arg1 = value;
461         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
462                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
463                     value / buf_domains;
464
465         return (error);
466 }
467
468 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
469     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
470 static int
471 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
472 {
473         long lvalue;
474         int ivalue;
475         int i;
476
477         lvalue = 0;
478         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
479                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
480         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
481                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
482         if (lvalue > INT_MAX)
483                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
484                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
485         ivalue = lvalue;
486         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
487 }
488 #else
489 static int
490 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
491 {
492         long lvalue;
493         int i;
494
495         lvalue = 0;
496         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
497                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
498         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
499 }
500 #endif
501
502 static int
503 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
504 {
505         int value;
506         int i;
507
508         value = 0;
509         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
510                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
511         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
512 }
513
514 /*
515  *      bdirtywakeup:
516  *
517  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
518  */
519 static void
520 bdirtywakeup(void)
521 {
522         mtx_lock(&bdirtylock);
523         if (bdirtywait) {
524                 bdirtywait = 0;
525                 wakeup(&bdirtywait);
526         }
527         mtx_unlock(&bdirtylock);
528 }
529
530 /*
531  *      bd_clear:
532  *
533  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
534  *      is decremented.
535  */
536 static void
537 bd_clear(struct bufdomain *bd)
538 {
539
540         mtx_lock(&bdirtylock);
541         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
542                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
543         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
544                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
545         mtx_unlock(&bdirtylock);
546 }
547
548 /*
549  *      bd_set:
550  *
551  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
552  *      is incremented.
553  */
554 static void
555 bd_set(struct bufdomain *bd)
556 {
557
558         mtx_lock(&bdirtylock);
559         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
560                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
561         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
562                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
563         mtx_unlock(&bdirtylock);
564 }
565
566 /*
567  *      bdirtysub:
568  *
569  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
570  *      threads blocked in bwillwrite().
571  */
572 static void
573 bdirtysub(struct buf *bp)
574 {
575         struct bufdomain *bd;
576         int num;
577
578         bd = bufdomain(bp);
579         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
580         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
581                 bdirtywakeup();
582         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
583                 bd_clear(bd);
584 }
585
586 /*
587  *      bdirtyadd:
588  *
589  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
590  *      daemon if needed.
591  */
592 static void
593 bdirtyadd(struct buf *bp)
594 {
595         struct bufdomain *bd;
596         int num;
597
598         /*
599          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
600          * buf daemon will keep running until the condition clears.
601          */
602         bd = bufdomain(bp);
603         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
604         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
605                 bd_wakeup();
606         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
607                 bd_set(bd);
608 }
609
610 /*
611  *      bufspace_daemon_wakeup:
612  *
613  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
614  */
615 static void
616 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
617 {
618
619         /*
620          * avoid the lock if the daemon is running.
621          */
622         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
623                 BD_RUN_LOCK(bd);
624                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
625                 wakeup(&bd->bd_running);
626                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
627         }
628 }
629
630 /*
631  *      bufspace_daemon_wait:
632  *
633  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
634  */
635 static void
636 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
637 {
638         /*
639          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
640          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
641          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
642          * freebuffers prior to checking bd_running.
643          */
644         BD_RUN_LOCK(bd);
645         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
646         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
647             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
648                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
649                     "-", hz);
650         } else {
651                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
652                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
653                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
654         }
655 }
656
657 /*
658  *      bufspace_adjust:
659  *
660  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
661  *      waking any waiters.
662  */
663 static void
664 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
665 {
666         struct bufdomain *bd;
667         long space;
668         int diff;
669
670         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
671             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
672         bd = bufdomain(bp);
673         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
674         if (diff < 0) {
675                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
676         } else if (diff > 0) {
677                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
678                 /* Wake up the daemon on the transition. */
679                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
680                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
681                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
682         }
683         bp->b_bufsize = bufsize;
684 }
685
686 /*
687  *      bufspace_reserve:
688  *
689  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
690  *      different space limit than data.
691  */
692 static int
693 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
694 {
695         long limit, new;
696         long space;
697
698         if (metadata)
699                 limit = bd->bd_maxbufspace;
700         else
701                 limit = bd->bd_hibufspace;
702         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
703         new = space + size;
704         if (new > limit) {
705                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
706                 return (ENOSPC);
707         }
708
709         /* Wake up the daemon on the transition. */
710         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
711                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
712
713         return (0);
714 }
715
716 /*
717  *      bufspace_release:
718  *
719  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
720  */
721 static void
722 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
723 {
724
725         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
726 }
727
728 /*
729  *      bufspace_wait:
730  *
731  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
732  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
733  *      operation must be re-tried on return.
734  */
735 static void
736 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
737     int slpflag, int slptimeo)
738 {
739         struct thread *td;
740         int error, fl, norunbuf;
741
742         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
743                 return;
744
745         td = curthread;
746         BD_LOCK(bd);
747         while (bd->bd_wanted) {
748                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
749                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
750                         BD_UNLOCK(bd);
751                         /*
752                          * getblk() is called with a vnode locked, and
753                          * some majority of the dirty buffers may as
754                          * well belong to the vnode.  Flushing the
755                          * buffers there would make a progress that
756                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
757                          * cannot lock the vnode.
758                          */
759                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
760                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
761
762                         /*
763                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
764                          * may be called while the thread owns lock
765                          * for another dirty buffer for the same
766                          * vnode, which makes it impossible to use
767                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
768                          * recursion.
769                          */
770                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
771                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
772                         td->td_pflags &= norunbuf;
773                         BD_LOCK(bd);
774                         if (fl != 0)
775                                 continue;
776                         if (bd->bd_wanted == 0)
777                                 break;
778                 }
779                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
780                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
781                 if (error != 0)
782                         break;
783         }
784         BD_UNLOCK(bd);
785 }
786
787 /*
788  *      bufspace_daemon:
789  *
790  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
791  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
792  *      block nor work to reclaim buffers.
793  */
794 static void
795 bufspace_daemon(void *arg)
796 {
797         struct bufdomain *bd;
798
799         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
800             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
801
802         bd = arg;
803         for (;;) {
804                 kthread_suspend_check();
805
806                 /*
807                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
808                  * targets.
809                  *
810                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
811                  * when some free buffer headers and space are always
812                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
813                  * the excessive blocking and synchronization associated
814                  * with shortfall.  It goes through three phases according
815                  * demand:
816                  *
817                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
818                  *      during idle periods when the counters are below
819                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
820                  *
821                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
822                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
823                  *      slightly according to the rate of consumption and
824                  *      release.
825                  *
826                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
827                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
828                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
829                  *      until we return to condition 2.
830                  */
831                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
832                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
833                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
834                                 if (bd_flushall(bd))
835                                         continue;
836                                 /*
837                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
838                                  * buffers.  This is possible in particular
839                                  * because softdep may held many bufs locked
840                                  * pending writes to other bufs which are
841                                  * marked for delayed write, exhausting
842                                  * clean space until they are written.
843                                  */
844                                 bd_speedup();
845                                 BD_LOCK(bd);
846                                 if (bd->bd_wanted) {
847                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
848                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
849                                 } else
850                                         BD_UNLOCK(bd);
851                         }
852                         maybe_yield();
853                 }
854                 bufspace_daemon_wait(bd);
855         }
856 }
857
858 /*
859  *      bufmallocadjust:
860  *
861  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
862  *      waking any waiters.
863  */
864 static void
865 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
866 {
867         int diff;
868
869         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
870             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
871         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
872         if (diff < 0)
873                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
874         else
875                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
876         bp->b_bufsize = bufsize;
877 }
878
879 /*
880  *      runningwakeup:
881  *
882  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
883  *      below lorunningspace.
884  */
885 static void
886 runningwakeup(void)
887 {
888
889         mtx_lock(&rbreqlock);
890         if (runningbufreq) {
891                 runningbufreq = 0;
892                 wakeup(&runningbufreq);
893         }
894         mtx_unlock(&rbreqlock);
895 }
896
897 /*
898  *      runningbufwakeup:
899  *
900  *      Decrement the outstanding write count according.
901  */
902 void
903 runningbufwakeup(struct buf *bp)
904 {
905         long space, bspace;
906
907         bspace = bp->b_runningbufspace;
908         if (bspace == 0)
909                 return;
910         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
911         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
912             space, bspace));
913         bp->b_runningbufspace = 0;
914         /*
915          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
916          * the threshold to falling below it.
917          */
918         if (space < lorunningspace)
919                 return;
920         if (space - bspace > lorunningspace)
921                 return;
922         runningwakeup();
923 }
924
925 /*
926  *      waitrunningbufspace()
927  *
928  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
929  *      running.  This routine is used in async-write situations to
930  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
931  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
932  *
933  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
934  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
935  *      caller's write has reached the device.
936  */
937 void
938 waitrunningbufspace(void)
939 {
940
941         mtx_lock(&rbreqlock);
942         while (runningbufspace > hirunningspace) {
943                 runningbufreq = 1;
944                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
945         }
946         mtx_unlock(&rbreqlock);
947 }
948
949 /*
950  *      vfs_buf_test_cache:
951  *
952  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
953  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
954  *      valid data.
955  */
956 static __inline void
957 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
958     vm_offset_t size, vm_page_t m)
959 {
960
961         /*
962          * This function and its results are protected by higher level
963          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
964          * validate pages.
965          */
966         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
967                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
968                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
969                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
970         }
971 }
972
973 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
974 static void
975 bd_wakeup(void)
976 {
977
978         mtx_lock(&bdlock);
979         if (bd_request == 0) {
980                 bd_request = 1;
981                 wakeup(&bd_request);
982         }
983         mtx_unlock(&bdlock);
984 }
985
986 /*
987  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
988  */
989 static void
990 maxbcachebuf_adjust(void)
991 {
992         int i;
993
994         /*
995          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
996          */
997         i = 2;
998         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
999                 i *= 2;
1000         maxbcachebuf = i;
1001         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1002                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1003         if (maxbcachebuf > maxphys)
1004                 maxbcachebuf = maxphys;
1005         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1006                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1011  */
1012 void
1013 bd_speedup(void)
1014 {
1015         int needwake;
1016
1017         mtx_lock(&bdlock);
1018         needwake = 0;
1019         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1020                 needwake = 1;
1021         bd_speedupreq = 1;
1022         bd_request = 1;
1023         if (needwake)
1024                 wakeup(&bd_request);
1025         mtx_unlock(&bdlock);
1026 }
1027
1028 #ifdef __i386__
1029 #define TRANSIENT_DENOM 5
1030 #else
1031 #define TRANSIENT_DENOM 10
1032 #endif
1033
1034 /*
1035  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1036  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1037  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1038  * being reserved at this time.
1039  */
1040 caddr_t
1041 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1042 {
1043         int tuned_nbuf;
1044         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1045
1046         /*
1047          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1048          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1049          */
1050         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1051
1052         maxbcachebuf_adjust();
1053         /*
1054          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1055          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1056          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1057          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1058          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1059          * maxbcache bytes.
1060          *
1061          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1062          */
1063         if (nbuf == 0) {
1064                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1065
1066                 nbuf = 50;
1067                 if (physmem_est > 4096)
1068                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1069                             65536 / factor);
1070                 if (physmem_est > 65536)
1071                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1072                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1073
1074                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1075                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1076                 tuned_nbuf = 1;
1077         } else
1078                 tuned_nbuf = 0;
1079
1080         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1081         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1082         if (nbuf > maxbuf) {
1083                 if (!tuned_nbuf)
1084                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1085                             maxbuf);
1086                 nbuf = maxbuf;
1087         }
1088
1089         /*
1090          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1091          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1092          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1093          *
1094          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1095          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1096          * maximum buffer map extent on the platform.
1097          *
1098          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1099          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1100          * with ample KVA space.
1101          */
1102         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1103                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1104                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1105                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1106                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1107                         /*
1108                          * There is more KVA than memory.  Do not
1109                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1110                          * of maxbuf to transient map.
1111                          */
1112                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1113                 } else {
1114                         /*
1115                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1116                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1117                          * the buffer map to the transient bio map.
1118                          */
1119                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1120                         buf_sz -= biotmap_sz;
1121                 }
1122                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1123                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1124                 else
1125                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1126                 /*
1127                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1128                  * using the transient mapping.
1129                  */
1130                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1131                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1132                 if (tuned_nbuf)
1133                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1134         }
1135
1136         if (nswbuf == 0) {
1137                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1138                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1139                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1140         }
1141
1142         /*
1143          * Reserve space for the buffer cache buffers
1144          */
1145         buf = (char *)v;
1146         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1147             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1148
1149         return (v);
1150 }
1151
1152 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1153 void
1154 bufinit(void)
1155 {
1156         struct buf *bp;
1157         int i;
1158
1159         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1160             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1161             MAXBSIZE));
1162         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1163         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1164         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1165         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1166
1167         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1168
1169         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1170         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1171                 bp = nbufp(i);
1172                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1173                 bp->b_flags = B_INVAL;
1174                 bp->b_rcred = NOCRED;
1175                 bp->b_wcred = NOCRED;
1176                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1177                 bp->b_domain = -1;
1178                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1179                 bp->b_xflags = 0;
1180                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1181                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1182                 BUF_LOCKINIT(bp);
1183                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1184         }
1185
1186         /*
1187          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1188          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1189          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1190          * used by most other requests.  The differential is required to 
1191          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1192          *
1193          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1194          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1195          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1196          * PAGE_SIZE.
1197          */
1198         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1199         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1200         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1201         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1202
1203         /*
1204          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1205          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1206          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1207          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1208          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1209          * hirunningspace.
1210          */
1211         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1212             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1213         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1214
1215         /*
1216          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1217          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1218          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1219          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1220          * average (small) directories.
1221          */
1222         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1223
1224         /*
1225          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1226          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1227          */
1228         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1229         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1230         /*
1231          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1232          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1233          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1234          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1235          */
1236         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1237                 hidirtybuffers >>= 1;
1238         }
1239         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1240
1241         /*
1242          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1243          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1244          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1245          * on other cpus.
1246          *
1247          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1248          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1249          */
1250         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1251         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1252         numfreebuffers = nbuf;
1253
1254         /* Setup the kva and free list allocators. */
1255         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1256         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1257             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1258             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1259
1260         /*
1261          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1262          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1263          * concurrency but less accurate LRU.
1264          */
1265         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1266         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1267                 struct bufdomain *bd;
1268
1269                 bd = &bdomain[i];
1270                 bd_init(bd);
1271                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1272                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1273                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1274                 bd->bd_bufspace = 0;
1275                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1276                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1277                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1278                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1279                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1280                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1281                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1282                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1283                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1284                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1285         }
1286         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1287         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1288         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1289         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1290         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1291         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1292         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1293         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1294 }
1295
1296 #ifdef INVARIANTS
1297 static inline void
1298 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1299 {
1300
1301         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1302             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1303         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1304             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1305         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1306             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1307 }
1308
1309 static inline void
1310 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1311 {
1312
1313         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1314             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1315 }
1316
1317 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1318 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1319 #else
1320 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1321 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1322 #endif
1323
1324 static int
1325 isbufbusy(struct buf *bp)
1326 {
1327         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1328             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1329                 return (1);
1330         return (0);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1335  */
1336 void
1337 bufshutdown(int show_busybufs)
1338 {
1339         static int first_buf_printf = 1;
1340         struct buf *bp;
1341         int i, iter, nbusy, pbusy;
1342 #ifndef PREEMPTION
1343         int subiter;
1344 #endif
1345
1346         /*
1347          * Sync filesystems for shutdown
1348          */
1349         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1350         kern_sync(curthread);
1351
1352         /*
1353          * With soft updates, some buffers that are
1354          * written will be remarked as dirty until other
1355          * buffers are written.
1356          */
1357         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1358                 nbusy = 0;
1359                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1360                         bp = nbufp(i);
1361                         if (isbufbusy(bp))
1362                                 nbusy++;
1363                 }
1364                 if (nbusy == 0) {
1365                         if (first_buf_printf)
1366                                 printf("All buffers synced.");
1367                         break;
1368                 }
1369                 if (first_buf_printf) {
1370                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1371                         first_buf_printf = 0;
1372                 }
1373                 printf("%d ", nbusy);
1374                 if (nbusy < pbusy)
1375                         iter = 0;
1376                 pbusy = nbusy;
1377
1378                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1379                 kern_sync(curthread);
1380
1381 #ifdef PREEMPTION
1382                 /*
1383                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1384                  */
1385                 DELAY(50000 * iter);
1386 #else
1387                 /*
1388                  * Context switch several times to allow interrupt
1389                  * threads to run.
1390                  */
1391                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1392                         thread_lock(curthread);
1393                         mi_switch(SW_VOL);
1394                         DELAY(1000);
1395                 }
1396 #endif
1397         }
1398         printf("\n");
1399         /*
1400          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1401          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1402          */
1403         nbusy = 0;
1404         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1405                 bp = nbufp(i);
1406                 if (isbufbusy(bp)) {
1407 #if 0
1408 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1409                         if (bp->b_dev == NULL) {
1410                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1411                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1412                                 continue;
1413                         }
1414 #endif
1415                         nbusy++;
1416                         if (show_busybufs > 0) {
1417                                 printf(
1418             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1419                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1420                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1421                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1422                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1423                                 if (show_busybufs > 1)
1424                                         vn_printf(bp->b_vp,
1425                                             "vnode content: ");
1426                         }
1427                 }
1428         }
1429         if (nbusy) {
1430                 /*
1431                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1432                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1433                  */
1434                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1435                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1436         } else {
1437                 if (!first_buf_printf)
1438                         printf("Final sync complete\n");
1439                 /*
1440                  * Unmount filesystems
1441                  */
1442                 if (!KERNEL_PANICKED())
1443                         vfs_unmountall();
1444         }
1445         swapoff_all();
1446         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1447 }
1448
1449 static void
1450 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1451 {
1452
1453         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1454
1455         /*
1456          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1457          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1458          */
1459         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1460         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1461         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1462             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1463 }
1464
1465 static inline struct bufdomain *
1466 bufdomain(struct buf *bp)
1467 {
1468
1469         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1470 }
1471
1472 static struct bufqueue *
1473 bufqueue(struct buf *bp)
1474 {
1475
1476         switch (bp->b_qindex) {
1477         case QUEUE_NONE:
1478                 /* FALLTHROUGH */
1479         case QUEUE_SENTINEL:
1480                 return (NULL);
1481         case QUEUE_EMPTY:
1482                 return (&bqempty);
1483         case QUEUE_DIRTY:
1484                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1485         case QUEUE_CLEAN:
1486                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1487         default:
1488                 break;
1489         }
1490         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1495  */
1496 static struct bufqueue *
1497 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1498 {
1499         struct bufqueue *bq, *nbq;
1500
1501         /*
1502          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1503          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1504          * if the queues don't match.
1505          */
1506         bq = bufqueue(bp);
1507         BQ_LOCK(bq);
1508         for (;;) {
1509                 nbq = bufqueue(bp);
1510                 if (bq == nbq)
1511                         break;
1512                 BQ_UNLOCK(bq);
1513                 BQ_LOCK(nbq);
1514                 bq = nbq;
1515         }
1516         return (bq);
1517 }
1518
1519 /*
1520  *      binsfree:
1521  *
1522  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1523  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1524  */
1525 static void
1526 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1527 {
1528         struct bufdomain *bd;
1529         struct bufqueue *bq;
1530
1531         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1532             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1533         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1534
1535         /*
1536          * Handle delayed bremfree() processing.
1537          */
1538         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1539                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1540                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1541                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1542                         BUF_UNLOCK(bp);
1543                         return;
1544                 }
1545                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1546                 bq_remove(bq, bp);
1547                 BQ_UNLOCK(bq);
1548         }
1549         bd = bufdomain(bp);
1550         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1551                 if (bd->bd_lim != 0)
1552                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1553                 else
1554                         bq = bd->bd_cleanq;
1555         } else
1556                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1557         bq_insert(bq, bp, true);
1558 }
1559
1560 /*
1561  * buf_free:
1562  *
1563  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1564  */
1565 static void
1566 buf_free(struct buf *bp)
1567 {
1568
1569         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1570                 bremfreef(bp);
1571         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1572                 panic("losing buffer 1");
1573         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1574                 crfree(bp->b_rcred);
1575                 bp->b_rcred = NOCRED;
1576         }
1577         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1578                 crfree(bp->b_wcred);
1579                 bp->b_wcred = NOCRED;
1580         }
1581         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1582                 buf_deallocate(bp);
1583         bufkva_free(bp);
1584         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1585         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1586         BUF_UNLOCK(bp);
1587         uma_zfree(buf_zone, bp);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * buf_import:
1592  *
1593  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1594  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1595  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1596  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1597  */
1598 static int
1599 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1600 {
1601         struct buf *bp;
1602         int i;
1603
1604         BQ_LOCK(&bqempty);
1605         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1606                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1607                 if (bp == NULL)
1608                         break;
1609                 bq_remove(&bqempty, bp);
1610                 store[i] = bp;
1611         }
1612         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1613
1614         return (i);
1615 }
1616
1617 /*
1618  * buf_release:
1619  *
1620  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1621  */
1622 static void
1623 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1624 {
1625         struct bufqueue *bq;
1626         struct buf *bp;
1627         int i;
1628
1629         bq = &bqempty;
1630         BQ_LOCK(bq);
1631         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1632                 bp = store[i];
1633                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1634                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1635                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1636                 bq->bq_len++;
1637                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1638         }
1639         BQ_UNLOCK(bq);
1640 }
1641
1642 /*
1643  * buf_alloc:
1644  *
1645  *      Allocate an empty buffer header.
1646  */
1647 static struct buf *
1648 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1649 {
1650         struct buf *bp;
1651         int freebufs, error;
1652
1653         /*
1654          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1655          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1656          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1657          */
1658         bp = NULL;
1659         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1660         if (freebufs > 0)
1661                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1662         if (bp == NULL) {
1663                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1664                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1665                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1666                 return (NULL);
1667         }
1668         /*
1669          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1670          */
1671         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1672                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1673
1674         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1675         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1676             error));
1677         (void)error;
1678
1679         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1680             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1681         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1682             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1683         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1684             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1685         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1686             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1687         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1688         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1689         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1690
1691         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1692         bp->b_flags = 0;
1693         bp->b_ioflags = 0;
1694         bp->b_xflags = 0;
1695         bp->b_vflags = 0;
1696         bp->b_vp = NULL;
1697         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1698         bp->b_offset = NOOFFSET;
1699         bp->b_iodone = 0;
1700         bp->b_error = 0;
1701         bp->b_resid = 0;
1702         bp->b_bcount = 0;
1703         bp->b_npages = 0;
1704         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1705         bp->b_bufobj = NULL;
1706         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1707         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1708         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1709         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1710         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1711
1712         return (bp);
1713 }
1714
1715 /*
1716  *      buf_recycle:
1717  *
1718  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1719  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1720  *      defragmenting.
1721  */
1722 static int
1723 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1724 {
1725         struct bufqueue *bq;
1726         struct buf *bp, *nbp;
1727
1728         if (kva)
1729                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1730         nbp = NULL;
1731         bq = bd->bd_cleanq;
1732         BQ_LOCK(bq);
1733         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1734             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1735         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1736
1737         /*
1738          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1739          * depending.
1740          */
1741         while ((bp = nbp) != NULL) {
1742                 /*
1743                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1744                  * release the bqlock).
1745                  */
1746                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1747
1748                 /*
1749                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1750                  * some kva to reclaim.
1751                  */
1752                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1753                         continue;
1754
1755                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1756                         continue;
1757
1758                 /*
1759                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1760                  * accessed buffers.
1761                  */
1762                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1763                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1764                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1765                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1766                         BUF_UNLOCK(bp);
1767                         continue;
1768                 }
1769
1770                 /*
1771                  * Skip buffers with background writes in progress.
1772                  */
1773                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1774                         BUF_UNLOCK(bp);
1775                         continue;
1776                 }
1777
1778                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1779                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1780                     bp->b_qindex, bp));
1781                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1782                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1783                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1784                 /*
1785                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1786                  * the scan from this point on.
1787                  */
1788                 bq_remove(bq, bp);
1789                 BQ_UNLOCK(bq);
1790
1791                 /*
1792                  * Requeue the background write buffer with error and
1793                  * restart the scan.
1794                  */
1795                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1796                         bqrelse(bp);
1797                         BQ_LOCK(bq);
1798                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1799                         continue;
1800                 }
1801                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1802                 brelse(bp);
1803                 return (0);
1804         }
1805         bd->bd_wanted = 1;
1806         BQ_UNLOCK(bq);
1807
1808         return (ENOBUFS);
1809 }
1810
1811 /*
1812  *      bremfree:
1813  *
1814  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1815  *
1816  */
1817 void
1818 bremfree(struct buf *bp)
1819 {
1820
1821         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1822         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1823             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1824         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1825             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1826         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1827
1828         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1829 }
1830
1831 /*
1832  *      bremfreef:
1833  *
1834  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1835  *      it abuses the b_freelist pointer.
1836  */
1837 void
1838 bremfreef(struct buf *bp)
1839 {
1840         struct bufqueue *bq;
1841
1842         bq = bufqueue_acquire(bp);
1843         bq_remove(bq, bp);
1844         BQ_UNLOCK(bq);
1845 }
1846
1847 static void
1848 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1849 {
1850
1851         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1852         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1853         bq->bq_len = 0;
1854         bq->bq_index = qindex;
1855         bq->bq_subqueue = subqueue;
1856 }
1857
1858 static void
1859 bd_init(struct bufdomain *bd)
1860 {
1861         int i;
1862
1863         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1864         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1865         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1866         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1867                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1868                     "bufq clean subqueue lock");
1869         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1870 }
1871
1872 /*
1873  *      bq_remove:
1874  *
1875  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1876  *      correct qlock held.
1877  */
1878 static void
1879 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1880 {
1881
1882         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1883             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1884         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1885             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1886         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1887             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1888
1889         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1890         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1891                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1892         }
1893         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1894             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1895         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1896         bq->bq_len--;
1897         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1898         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1899 }
1900
1901 static void
1902 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1903 {
1904         struct buf *bp;
1905
1906         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1907         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1908                 BD_LOCK(bd);
1909                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1910                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1911                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1912                             b_freelist);
1913                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1914                 }
1915                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1916                 bq->bq_len = 0;
1917         }
1918         if (bd->bd_wanted) {
1919                 bd->bd_wanted = 0;
1920                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1921         }
1922         if (bq != bd->bd_cleanq)
1923                 BD_UNLOCK(bd);
1924 }
1925
1926 static int
1927 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1928 {
1929         struct bufqueue *bq;
1930         int flushed;
1931         int i;
1932
1933         if (bd->bd_lim == 0)
1934                 return (0);
1935         flushed = 0;
1936         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1937                 bq = &bd->bd_subq[i];
1938                 if (bq->bq_len == 0)
1939                         continue;
1940                 BQ_LOCK(bq);
1941                 bd_flush(bd, bq);
1942                 BQ_UNLOCK(bq);
1943                 flushed++;
1944         }
1945
1946         return (flushed);
1947 }
1948
1949 static void
1950 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1951 {
1952         struct bufdomain *bd;
1953
1954         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1955                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1956
1957         bd = bufdomain(bp);
1958         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1959                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1960                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1961                         bq = bd->bd_cleanq;
1962                 BQ_LOCK(bq);
1963                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1964         } else {
1965                 BQ_LOCK(bq);
1966                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1967         }
1968         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1969         bq->bq_len++;
1970         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1971         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1972
1973         /*
1974          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1975          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1976          */
1977         if (unlock)
1978                 BUF_UNLOCK(bp);
1979
1980         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1981                 /*
1982                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1983                  */
1984                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1985                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1986                         bd_flush(bd, bq);
1987         }
1988         BQ_UNLOCK(bq);
1989 }
1990
1991 /*
1992  *      bufkva_free:
1993  *
1994  *      Free the kva allocation for a buffer.
1995  *
1996  */
1997 static void
1998 bufkva_free(struct buf *bp)
1999 {
2000
2001 #ifdef INVARIANTS
2002         if (bp->b_kvasize == 0) {
2003                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2004                     bp->b_data == unmapped_buf,
2005                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2006         } else if (buf_mapped(bp))
2007                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2008         else
2009                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2010 #endif
2011         if (bp->b_kvasize == 0)
2012                 return;
2013
2014         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2015         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2016         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2017         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2018         bp->b_kvasize = 0;
2019 }
2020
2021 /*
2022  *      bufkva_alloc:
2023  *
2024  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2025  */
2026 static int
2027 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2028 {
2029         vm_offset_t addr;
2030         int error;
2031
2032         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2033             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2034         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2035         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2036             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2037
2038         bufkva_free(bp);
2039
2040         addr = 0;
2041         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2042         if (error != 0) {
2043                 /*
2044                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2045                  * to defragment the map.
2046                  */
2047                 return (error);
2048         }
2049         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2050         bp->b_kvasize = maxsize;
2051         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2052         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2053                 bp->b_data = unmapped_buf;
2054                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2055         } else {
2056                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2057                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2058         }
2059         return (0);
2060 }
2061
2062 /*
2063  *      bufkva_reclaim:
2064  *
2065  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2066  *      callback that fires to avoid returning failure.
2067  */
2068 static void
2069 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2070 {
2071         bool done;
2072         int q;
2073         int i;
2074
2075         done = false;
2076         for (i = 0; i < 5; i++) {
2077                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2078                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2079                                 done = true;
2080                 if (done)
2081                         break;
2082         }
2083         return;
2084 }
2085
2086 /*
2087  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2088  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2089  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2090  */
2091 static void
2092 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2093     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2094 {
2095         struct buf *rabp;
2096         struct thread *td;
2097         int i;
2098
2099         td = curthread;
2100
2101         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2102                 if (inmem(vp, *rablkno))
2103                         continue;
2104                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2105                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2106                         brelse(rabp);
2107                         continue;
2108                 }
2109 #ifdef RACCT
2110                 if (racct_enable) {
2111                         PROC_LOCK(curproc);
2112                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2113                         PROC_UNLOCK(curproc);
2114                 }
2115 #endif /* RACCT */
2116                 td->td_ru.ru_inblock++;
2117                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2118                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2119                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2120                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2121                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2122                 }
2123                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2124                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2125                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2126                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2127                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2128                 BUF_KERNPROC(rabp);
2129                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2130                 bstrategy(rabp);
2131         }
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2136  *
2137  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2138  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2139  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2140  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2141  *
2142  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2143  *
2144  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2145  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2146  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2147  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2148  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2149  * for blkno and dblkno.
2150  */
2151 int
2152 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2153     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2154     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2155 {
2156         struct buf *bp;
2157         struct thread *td;
2158         int error, readwait, rv;
2159
2160         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2161         td = curthread;
2162         /*
2163          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2164          * are specified.
2165          */
2166         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2167         if (error != 0) {
2168                 *bpp = NULL;
2169                 return (error);
2170         }
2171         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2172             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2173             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2174         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2175         *bpp = bp;
2176
2177         /*
2178          * If not found in cache, do some I/O
2179          */
2180         readwait = 0;
2181         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2182 #ifdef RACCT
2183                 if (racct_enable) {
2184                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2185                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2186                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2187                 }
2188 #endif /* RACCT */
2189                 td->td_ru.ru_inblock++;
2190                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2191                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2192                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2193                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2194                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2195                 }
2196                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2197                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2198                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2199                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2200                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2201                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2202                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2203                 bstrategy(bp);
2204                 ++readwait;
2205         }
2206
2207         /*
2208          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2209          */
2210         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2211
2212         rv = 0;
2213         if (readwait) {
2214                 rv = bufwait(bp);
2215                 if (rv != 0) {
2216                         brelse(bp);
2217                         *bpp = NULL;
2218                 }
2219         }
2220         return (rv);
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2225  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2226  * is invalid.
2227  *
2228  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2229  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2230  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2231  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2232  * here.
2233  */
2234 int
2235 bufwrite(struct buf *bp)
2236 {
2237         int oldflags;
2238         struct vnode *vp;
2239         long space;
2240         int vp_md;
2241
2242         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2243         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2244                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2245                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2246                 brelse(bp);
2247                 return (ENXIO);
2248         }
2249         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2250                 brelse(bp);
2251                 return (0);
2252         }
2253
2254         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2255                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2256
2257         oldflags = bp->b_flags;
2258
2259         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2260             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2261
2262         vp = bp->b_vp;
2263         if (vp)
2264                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2265         else
2266                 vp_md = 0;
2267
2268         /*
2269          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2270          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2271          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2272          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2273          */
2274         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2275         bundirty(bp);
2276
2277         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2278         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2279         bp->b_flags |= B_CACHE;
2280         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2281
2282         vfs_busy_pages(bp, 1);
2283
2284         /*
2285          * Normal bwrites pipeline writes
2286          */
2287         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2288         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2289
2290 #ifdef RACCT
2291         if (racct_enable) {
2292                 PROC_LOCK(curproc);
2293                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2294                 PROC_UNLOCK(curproc);
2295         }
2296 #endif /* RACCT */
2297         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2298         if (oldflags & B_ASYNC)
2299                 BUF_KERNPROC(bp);
2300         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2301         buf_track(bp, __func__);
2302         bstrategy(bp);
2303
2304         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2305                 int rtval = bufwait(bp);
2306                 brelse(bp);
2307                 return (rtval);
2308         } else if (space > hirunningspace) {
2309                 /*
2310                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2311                  * system.  We will not deadlock here because
2312                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2313                  * to complete. We do not block here if it is the update
2314                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2315                  * to deadlock.
2316                  */
2317                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2318                         waitrunningbufspace();
2319         }
2320
2321         return (0);
2322 }
2323
2324 void
2325 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2326 {
2327         struct buf *nbp;
2328
2329         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2330                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2331                 altbufferflushes++;
2332         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2333                 BO_LOCK(bo);
2334                 /*
2335                  * Try to find a buffer to flush.
2336                  */
2337                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2338                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2339                             BUF_LOCK(nbp,
2340                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2341                                 continue;
2342                         if (bp == nbp)
2343                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2344                         BO_UNLOCK(bo);
2345                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2346                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2347                                 BO_LOCK(bo);
2348                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2349                                 continue;
2350                         }
2351                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2352                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2353                         } else {
2354                                 bremfree(nbp);
2355                                 bawrite(nbp);
2356                         }
2357                         dirtybufferflushes++;
2358                         break;
2359                 }
2360                 if (nbp == NULL)
2361                         BO_UNLOCK(bo);
2362         }
2363 }
2364
2365 /*
2366  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2367  * anything if the buffer is marked invalid.
2368  *
2369  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2370  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2371  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2372  * out synchronously.
2373  */
2374 void
2375 bdwrite(struct buf *bp)
2376 {
2377         struct thread *td = curthread;
2378         struct vnode *vp;
2379         struct bufobj *bo;
2380
2381         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2382         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2383         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2384             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2385
2386         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2387                 brelse(bp);
2388                 return;
2389         }
2390
2391         /*
2392          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2393          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2394          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2395          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2396          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2397          */
2398         vp = bp->b_vp;
2399         bo = bp->b_bufobj;
2400         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2401                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2402                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2403                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2404         } else
2405                 recursiveflushes++;
2406
2407         bdirty(bp);
2408         /*
2409          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2410          * true even of NFS now.
2411          */
2412         bp->b_flags |= B_CACHE;
2413
2414         /*
2415          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2416          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2417          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2418          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2419          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2420          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2421          * the bmap then...  So, this is important to do.
2422          */
2423         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2424                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2425         }
2426
2427         buf_track(bp, __func__);
2428
2429         /*
2430          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2431          * pages.
2432          *
2433          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2434          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2435          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2436          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2437          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2438          * or perhaps the cluster will be completed.
2439          */
2440         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2441         bqrelse(bp);
2442
2443         /*
2444          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2445          * due to the softdep code.
2446          */
2447 }
2448
2449 /*
2450  *      bdirty:
2451  *
2452  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2453  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2454  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2455  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2456  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2457  *
2458  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2459  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2460  *      should only be called if the buffer is known-good.
2461  *
2462  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2463  *      count.
2464  *
2465  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2466  */
2467 void
2468 bdirty(struct buf *bp)
2469 {
2470
2471         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2472             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2473         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2474         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2475             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2476         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2477         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2478
2479         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2480                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2481                 reassignbuf(bp);
2482                 bdirtyadd(bp);
2483         }
2484 }
2485
2486 /*
2487  *      bundirty:
2488  *
2489  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2490  *
2491  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2492  *      count.
2493  *
2494  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2495  */
2496
2497 void
2498 bundirty(struct buf *bp)
2499 {
2500
2501         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2502         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2503         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2504             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2505
2506         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2507                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2508                 reassignbuf(bp);
2509                 bdirtysub(bp);
2510         }
2511         /*
2512          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2513          */
2514         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2515 }
2516
2517 /*
2518  *      bawrite:
2519  *
2520  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2521  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2522  *
2523  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2524  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2525  */
2526 void
2527 bawrite(struct buf *bp)
2528 {
2529
2530         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2531         (void) bwrite(bp);
2532 }
2533
2534 /*
2535  *      babarrierwrite:
2536  *
2537  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2538  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2539  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2540  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2541  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2542  */
2543 void
2544 babarrierwrite(struct buf *bp)
2545 {
2546
2547         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2548         (void) bwrite(bp);
2549 }
2550
2551 /*
2552  *      bbarrierwrite:
2553  *
2554  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2555  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2556  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2557  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2558  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2559  */
2560 int
2561 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2562 {
2563
2564         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2565         return (bwrite(bp));
2566 }
2567
2568 /*
2569  *      bwillwrite:
2570  *
2571  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2572  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2573  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2574  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2575  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2576  */
2577 void
2578 bwillwrite(void)
2579 {
2580
2581         if (buf_dirty_count_severe()) {
2582                 mtx_lock(&bdirtylock);
2583                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2584                         bdirtywait = 1;
2585                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2586                             "flswai", 0);
2587                 }
2588                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2589         }
2590 }
2591
2592 /*
2593  * Return true if we have too many dirty buffers.
2594  */
2595 int
2596 buf_dirty_count_severe(void)
2597 {
2598
2599         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2600 }
2601
2602 /*
2603  *      brelse:
2604  *
2605  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2606  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2607  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2608  */
2609 void
2610 brelse(struct buf *bp)
2611 {
2612         struct mount *v_mnt;
2613         int qindex;
2614
2615         /*
2616          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2617          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2618          */
2619         if (bp == NULL)
2620                 return;
2621         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2622             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2623         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2624             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2625         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2626             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2627
2628         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2629                 /*
2630                  * Do not process, in particular, do not handle the
2631                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2632                  */
2633                 BUF_UNLOCK(bp);
2634                 return;
2635         }
2636
2637         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2638                 bqrelse(bp);
2639                 return;
2640         }
2641
2642         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2643                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2644                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2645                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2646                 bdirty(bp);
2647         }
2648
2649         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2650             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2651                 /*
2652                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2653                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2654                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2655                  * freed.
2656                  */
2657                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2658                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2659         }
2660
2661         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2662             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2663             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2664                 /*
2665                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2666                  * means the device is gone) are treated as being
2667                  * transient.
2668                  *
2669                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2670                  * contract with the local storage device drivers is that
2671                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2672                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2673                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2674                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2675                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2676                  * this entire case should be made obsolete through better
2677                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2678                  *
2679                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2680                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2681                  * to access the buffer to untangle them.
2682                  *
2683                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2684                  */
2685                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2686                 bdirty(bp);
2687         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2688             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2689                 /*
2690                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2691                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2692                  * no longer present.
2693                  */
2694                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2695                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2696                         buf_deallocate(bp);
2697                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2698                         bdirtysub(bp);
2699                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2700                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2701                         allocbuf(bp, 0);
2702                         if (bp->b_vp)
2703                                 brelvp(bp);
2704                 }
2705         }
2706
2707         /*
2708          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2709          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2710          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2711          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2712          * 
2713          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2714          * if B_DELWRI is set.
2715          */
2716         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2717                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2718
2719         /*
2720          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2721          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2722          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2723          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2724          *
2725          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2726          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2727          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2728          *
2729          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2730          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2731          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2732          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2733          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2734          * background write.
2735          */
2736
2737         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2738
2739         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2740             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2741             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2742             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2743                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2744                 allocbuf(bp, 0);
2745         }
2746
2747         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2748             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2749                 allocbuf(bp, 0);
2750                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2751                 if (bp->b_vp != NULL)
2752                         brelvp(bp);
2753         }
2754
2755         /*
2756          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2757          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2758          * doesn't find it.
2759          */
2760         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2761             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2762                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2763         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2764                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2765                         bundirty(bp);
2766                 if (bp->b_vp)
2767                         brelvp(bp);
2768         }
2769
2770         buf_track(bp, __func__);
2771
2772         /* buffers with no memory */
2773         if (bp->b_bufsize == 0) {
2774                 buf_free(bp);
2775                 return;
2776         }
2777         /* buffers with junk contents */
2778         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2779             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2780                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2781                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2782                         panic("losing buffer 2");
2783                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2784                 bp->b_flags |= B_AGE;
2785         /* remaining buffers */
2786         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2787                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2788         else
2789                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2790
2791         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2792                 panic("brelse: not dirty");
2793
2794         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2795         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2796         /* binsfree unlocks bp. */
2797         binsfree(bp, qindex);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2802  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2803  *
2804  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2805  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2806  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2807  * again soon.
2808  *
2809  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2810  */
2811 void
2812 bqrelse(struct buf *bp)
2813 {
2814         int qindex;
2815
2816         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2817         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2818             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2819
2820         qindex = QUEUE_NONE;
2821         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2822                 /* do not release to free list */
2823                 BUF_UNLOCK(bp);
2824                 return;
2825         }
2826         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2827         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2828
2829         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2830                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2831                         bremfreef(bp);
2832                 goto out;
2833         }
2834
2835         /* buffers with stale but valid contents */
2836         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2837             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2838                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2839                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2840                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2841                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2842         } else {
2843                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2844                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2845                         panic("bqrelse: not dirty");
2846                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2847                         brelse(bp);
2848                         return;
2849                 }
2850                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2851         }
2852         buf_track(bp, __func__);
2853         /* binsfree unlocks bp. */
2854         binsfree(bp, qindex);
2855         return;
2856
2857 out:
2858         buf_track(bp, __func__);
2859         /* unlock */
2860         BUF_UNLOCK(bp);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2865  * restore bogus pages.
2866  */
2867 static void
2868 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2869 {
2870         vm_ooffset_t foff;
2871         vm_page_t m;
2872         vm_object_t obj;
2873         struct vnode *vp __unused;
2874         int i, iosize, resid;
2875         bool bogus;
2876
2877         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2878         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2879             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2880             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2881
2882         vp = bp->b_vp;
2883         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2884         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2885
2886         foff = bp->b_offset;
2887         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2888             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2889
2890         bogus = false;
2891         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2892         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2893                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2894                 if (resid > iosize)
2895                         resid = iosize;
2896
2897                 /*
2898                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2899                  */
2900                 m = bp->b_pages[i];
2901                 if (m == bogus_page) {
2902                         bogus = true;
2903                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2904                         if (m == NULL)
2905                                 panic("biodone: page disappeared!");
2906                         bp->b_pages[i] = m;
2907                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2908                         /*
2909                          * In the write case, the valid and clean bits are
2910                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2911                          * only need to do this here in the read case.
2912                          */
2913                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2914                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2915                             "has unexpected dirty bits", m));
2916                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2917                 }
2918                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2919                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2920                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2921
2922                 vm_page_sunbusy(m);
2923                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2924                 iosize -= resid;
2925         }
2926         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2927         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2928                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2929                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2930                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2931         }
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2936  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2937  */
2938 static void
2939 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2940 {
2941         vm_object_t obj;
2942         vm_page_t m;
2943         int flags, i, resid, poffset, presid;
2944
2945         if (buf_mapped(bp)) {
2946                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2947                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2948         } else
2949                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2950         /*
2951          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2952          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2953          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2954          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2955          *
2956          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2957          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2958          * m->dirty, etc...). 
2959          *
2960          * See man buf(9) for more information
2961          */
2962         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2963         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2964         resid = bp->b_bufsize;
2965         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2966         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2967         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2968                 m = bp->b_pages[i];
2969                 if (m == bogus_page)
2970                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2971                 bp->b_pages[i] = NULL;
2972
2973                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2974                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2975                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2976                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
2977                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2978                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2979                 vm_page_sunbusy(m);
2980                 vm_page_release_locked(m, flags);
2981                 resid -= presid;
2982                 poffset = 0;
2983         }
2984         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2985         bp->b_npages = 0;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2990  */
2991 static void
2992 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2993 {
2994         vm_object_t obj;
2995         vm_page_t m;
2996         int flags, i;
2997
2998         if (bp->b_npages == desiredpages)
2999                 return;
3000
3001         if (buf_mapped(bp)) {
3002                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3003                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3004                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3005         } else
3006                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3007
3008         /*
3009          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3010          */
3011         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3012         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3013                 flags |= VPR_TRYFREE;
3014                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3015                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3016         } else {
3017                 obj = NULL;
3018         }
3019         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3020                 m = bp->b_pages[i];
3021                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3022                 bp->b_pages[i] = NULL;
3023                 if (obj != NULL)
3024                         vm_page_release_locked(m, flags);
3025                 else
3026                         vm_page_release(m, flags);
3027         }
3028         if (obj != NULL)
3029                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3030         bp->b_npages = desiredpages;
3031 }
3032
3033 /*
3034  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3035  */
3036 static void
3037 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3038 {
3039         /*
3040          * We are growing the buffer, possibly in a 
3041          * byte-granular fashion.
3042          */
3043         vm_object_t obj;
3044         vm_offset_t toff;
3045         vm_offset_t tinc;
3046         vm_page_t m;
3047
3048         /*
3049          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3050          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3051          * are not valid for the range covered by the buffer.
3052          */
3053         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3054         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3055                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3056                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3057                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3058
3059                 /*
3060                  * We must allocate system pages since blocking
3061                  * here could interfere with paging I/O, no
3062                  * matter which process we are.
3063                  *
3064                  * Only exclusive busy can be tested here.
3065                  * Blocking on shared busy might lead to
3066                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3067                  * pages are vfs_busy_pages().
3068                  */
3069                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3070                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3071                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3072                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3073                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3074                 bp->b_npages = desiredpages;
3075         }
3076
3077         /*
3078          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3079          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3080          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3081          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3082          * aligned range ( newbsize ).
3083          *
3084          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3085          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3086          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3087          * fails with NFS if the server or some other client
3088          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3089          * B_CACHE may remain set! XXX
3090          */
3091         toff = bp->b_bcount;
3092         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3093         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3094                 vm_pindex_t pi;
3095
3096                 if (tinc > (size - toff))
3097                         tinc = size - toff;
3098                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3099                 m = bp->b_pages[pi];
3100                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3101                 toff += tinc;
3102                 tinc = PAGE_SIZE;
3103         }
3104
3105         /*
3106          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3107          */
3108         if (buf_mapped(bp))
3109                 bpmap_qenter(bp);
3110         else
3111                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3112 }
3113
3114 /*
3115  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3116  * write.
3117  */
3118 static int
3119 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3120 {
3121         struct buf *bpa;
3122         int match;
3123
3124         match = 0;
3125
3126         /* If the buf isn't in core skip it */
3127         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3128                 return (0);
3129
3130         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3131         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3132                 return (0);
3133
3134         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3135         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3136             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3137                 goto done;
3138
3139         if (bpa->b_bufsize != size)
3140                 goto done;
3141
3142         /*
3143          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3144          * block has been mapped.
3145          */
3146         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3147                 match = 1;
3148 done:
3149         BUF_UNLOCK(bpa);
3150         return (match);
3151 }
3152
3153 /*
3154  *      vfs_bio_awrite:
3155  *
3156  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3157  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3158  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3159  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3160  */
3161 int
3162 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3163 {
3164         struct bufobj *bo;
3165         int i;
3166         int j;
3167         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3168         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3169         int ncl;
3170         int nwritten;
3171         int size;
3172         int maxcl;
3173         int gbflags;
3174
3175         bo = &vp->v_bufobj;
3176         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3177         /*
3178          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3179          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3180          * rather then at the beginning.
3181          */
3182         if ((vp->v_type == VREG) && 
3183             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3184             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3185                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3186                 maxcl = maxphys / size;
3187
3188                 BO_RLOCK(bo);
3189                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3190                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3191                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3192                                 break;
3193
3194                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3195                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3196                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3197                                 break;
3198                 BO_RUNLOCK(bo);
3199                 --j;
3200                 ncl = i + j;
3201                 /*
3202                  * this is a possible cluster write
3203                  */
3204                 if (ncl != 1) {
3205                         BUF_UNLOCK(bp);
3206                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3207                             gbflags);
3208                         return (nwritten);
3209                 }
3210         }
3211         bremfree(bp);
3212         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3213         /*
3214          * default (old) behavior, writing out only one block
3215          *
3216          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3217          */
3218         nwritten = bp->b_bufsize;
3219         (void) bwrite(bp);
3220
3221         return (nwritten);
3222 }
3223
3224 /*
3225  *      getnewbuf_kva:
3226  *
3227  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3228  */
3229 static int
3230 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3231 {
3232
3233         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3234                 /*
3235                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3236                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3237                  */
3238                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3239
3240                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3241                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3242                         return (ENOSPC);
3243         }
3244         return (0);
3245 }
3246
3247 /*
3248  *      getnewbuf:
3249  *
3250  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3251  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3252  *
3253  *      We block if:
3254  *              We have insufficient buffer headers
3255  *              We have insufficient buffer space
3256  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3257  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3258  *
3259  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3260  *      allocbuf() is called.
3261  */
3262 static struct buf *
3263 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3264 {
3265         struct bufdomain *bd;
3266         struct buf *bp;
3267         bool metadata, reserved;
3268
3269         bp = NULL;
3270         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3271             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3272         if (!unmapped_buf_allowed)
3273                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3274
3275         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3276             vp->v_type == VCHR)
3277                 metadata = true;
3278         else
3279                 metadata = false;
3280         if (vp == NULL)
3281                 bd = &bdomain[0];
3282         else
3283                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3284
3285         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3286         reserved = false;
3287         do {
3288                 if (reserved == false &&
3289                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3290                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3291                         continue;
3292                 }
3293                 reserved = true;
3294                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3295                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3296                         continue;
3297                 }
3298                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3299                         return (bp);
3300                 break;
3301         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3302
3303         if (reserved)
3304                 bufspace_release(bd, maxsize);
3305         if (bp != NULL) {
3306                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3307                 brelse(bp);
3308         }
3309         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3310
3311         return (NULL);
3312 }
3313
3314 /*
3315  *      buf_daemon:
3316  *
3317  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3318  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3319  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3320  */
3321 static struct kproc_desc buf_kp = {
3322         "bufdaemon",
3323         buf_daemon,
3324         &bufdaemonproc
3325 };
3326 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3327
3328 static int
3329 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3330 {
3331         int flushed;
3332
3333         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3334         if (flushed == 0) {
3335                 /*
3336                  * Could not find any buffers without rollback
3337                  * dependencies, so just write the first one
3338                  * in the hopes of eventually making progress.
3339                  */
3340                 if (vp != NULL && target > 2)
3341                         target /= 2;
3342                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3343         }
3344         return (flushed);
3345 }
3346
3347 static void
3348 buf_daemon()
3349 {
3350         struct bufdomain *bd;
3351         int speedupreq;
3352         int lodirty;
3353         int i;
3354
3355         /*
3356          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3357          */
3358         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3359             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3360
3361         /*
3362          * Start the buf clean daemons as children threads.
3363          */
3364         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3365                 int error;
3366
3367                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3368                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3369                 if (error)
3370                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3371         }
3372
3373         /*
3374          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3375          */
3376         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3377         mtx_lock(&bdlock);
3378         for (;;) {
3379                 bd_request = 0;
3380                 mtx_unlock(&bdlock);
3381
3382                 kthread_suspend_check();
3383
3384                 /*
3385                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3386                  * requests.
3387                  */
3388                 speedupreq = bd_speedupreq;
3389                 bd_speedupreq = 0;
3390
3391                 /*
3392                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3393                  * the speedup request.
3394                  */
3395                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3396                         bd = &bdomain[i];
3397                         if (speedupreq)
3398                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3399                         else
3400                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3401                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3402                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3403                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3404                                         break;
3405                                 kern_yield(PRI_USER);
3406                         }
3407                 }
3408
3409                 /*
3410                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3411                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3412                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3413                  * built up, within reason.
3414                  *
3415                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3416                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3417                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3418                  */
3419                 mtx_lock(&bdlock);
3420                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3421                         /*
3422                          * We reached our low water mark, reset the
3423                          * request and sleep until we are needed again.
3424                          * The sleep is just so the suspend code works.
3425                          */
3426                         bd_request = 0;
3427                         /*
3428                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3429                          * changed via sysctl and the explicit transition
3430                          * out of shortfall was missed.
3431                          */
3432                         bdirtywakeup();
3433                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3434                                 runningwakeup();
3435                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3436                 } else {
3437                         /*
3438                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3439                          * still have too many dirty buffers, we
3440                          * have to sleep and try again.  (rare)
3441                          */
3442                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3443                 }
3444         }
3445 }
3446
3447 /*
3448  *      flushbufqueues:
3449  *
3450  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3451  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3452  *      particularly sensitive to.
3453  */
3454 static int flushwithdeps = 0;
3455 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3456     &flushwithdeps, 0,
3457     "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3458
3459 static int
3460 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3461     int flushdeps)
3462 {
3463         struct bufqueue *bq;
3464         struct buf *sentinel;
3465         struct vnode *vp;
3466         struct mount *mp;
3467         struct buf *bp;
3468         int hasdeps;
3469         int flushed;
3470         int error;
3471         bool unlock;
3472
3473         flushed = 0;
3474         bq = &bd->bd_dirtyq;
3475         bp = NULL;
3476         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3477         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3478         BQ_LOCK(bq);
3479         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3480         BQ_UNLOCK(bq);
3481         while (flushed != target) {
3482                 maybe_yield();
3483                 BQ_LOCK(bq);
3484                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3485                 if (bp != NULL) {
3486                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3487                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3488                             b_freelist);
3489                 } else {
3490                         BQ_UNLOCK(bq);
3491                         break;
3492                 }
3493                 /*
3494                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3495                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3496                  *
3497                  * Only flush the buffers that belong to the
3498                  * vnode locked by the curthread.
3499                  */
3500                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3501                     bp->b_vp != lvp)) {
3502                         BQ_UNLOCK(bq);
3503                         continue;
3504                 }
3505                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3506                 BQ_UNLOCK(bq);
3507                 if (error != 0)
3508                         continue;
3509
3510                 /*
3511                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3512                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3513                  */
3514                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3515                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3516                         BUF_UNLOCK(bp);
3517                         continue;
3518                 }
3519                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3520                         bremfreef(bp);
3521                         brelse(bp);
3522                         flushed++;
3523                         continue;
3524                 }
3525
3526                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3527                         if (flushdeps == 0) {
3528                                 BUF_UNLOCK(bp);
3529                                 continue;
3530                         }
3531                         hasdeps = 1;
3532                 } else
3533                         hasdeps = 0;
3534                 /*
3535                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3536                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3537                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3538                  * system.
3539                  *
3540                  * The lock order here is the reverse of the normal
3541                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3542                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3543                  */
3544                 vp = bp->b_vp;
3545                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3546                         BUF_UNLOCK(bp);
3547                         continue;
3548                 }
3549                 if (lvp == NULL) {
3550                         unlock = true;
3551                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3552                 } else {
3553                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3554                         unlock = false;
3555                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3556                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3557                 }
3558                 if (error == 0) {
3559                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3560                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3561                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3562                                 vfs_bio_awrite(bp);
3563                         } else {
3564                                 bremfree(bp);
3565                                 bwrite(bp);
3566                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3567                         }
3568                         vn_finished_write(mp);
3569                         if (unlock)
3570                                 VOP_UNLOCK(vp);
3571                         flushwithdeps += hasdeps;
3572                         flushed++;
3573
3574                         /*
3575                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3576                          * vnode lock leads to deadlock.
3577                          */
3578                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3579                             runningbufspace > hirunningspace)
3580                                 waitrunningbufspace();
3581                         continue;
3582                 }
3583                 vn_finished_write(mp);
3584                 BUF_UNLOCK(bp);
3585         }
3586         BQ_LOCK(bq);
3587         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3588         BQ_UNLOCK(bq);
3589         free(sentinel, M_TEMP);
3590         return (flushed);
3591 }
3592
3593 /*
3594  * Check to see if a block is currently memory resident.
3595  */
3596 struct buf *
3597 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3598 {
3599         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Returns true if no I/O is needed to access the
3604  * associated VM object.  This is like incore except
3605  * it also hunts around in the VM system for the data.
3606  */
3607 bool
3608 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3609 {
3610         vm_object_t obj;
3611         vm_offset_t toff, tinc, size;
3612         vm_page_t m, n;
3613         vm_ooffset_t off;
3614         int valid;
3615
3616         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3617
3618         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3619                 return (true);
3620         if (vp->v_mount == NULL)
3621                 return (false);
3622         obj = vp->v_object;
3623         if (obj == NULL)
3624                 return (false);
3625
3626         size = PAGE_SIZE;
3627         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3628                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3629         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3630
3631         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3632                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3633 recheck:
3634                 if (m == NULL)
3635                         return (false);
3636
3637                 tinc = size;
3638                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3639                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3640                 /*
3641                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3642                  * during the check.
3643                  */
3644                 valid = vm_page_is_valid(m,
3645                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3646                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3647                 if (m != n) {
3648                         m = n;
3649                         goto recheck;
3650                 }
3651                 if (!valid)
3652                         return (false);
3653         }
3654         return (true);
3655 }
3656
3657 /*
3658  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3659  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3660  * to the size of the buffer.
3661  *
3662  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3663  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3664  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3665  *
3666  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3667  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3668  */
3669 static void
3670 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3671 {
3672         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3673         vm_page_t m;
3674         int i;
3675
3676         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3677                 return;
3678
3679         foff = bp->b_offset;
3680         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3681             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3682
3683         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3684         vfs_setdirty_range(bp);
3685         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3686                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3687                 eoff = noff;
3688                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3689                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3690                 m = bp->b_pages[i];
3691                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3692                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3693                 foff = noff;
3694         }
3695         vfs_busy_pages_release(bp);
3696 }
3697
3698 static void
3699 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3700 {
3701         vm_offset_t boffset;
3702         vm_offset_t eoffset;
3703         int i;
3704
3705         /*
3706          * test the pages to see if they have been modified directly
3707          * by users through the VM system.
3708          */
3709         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3710                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3711
3712         /*
3713          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3714          * (eoffset - boffset) bytes.
3715          */
3716
3717         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3718                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3719                         break;
3720         }
3721         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3722
3723         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3724                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3725                         break;
3726                 }
3727         }
3728         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3729
3730         /*
3731          * Fit it to the buffer.
3732          */
3733
3734         if (eoffset > bp->b_bcount)
3735                 eoffset = bp->b_bcount;
3736
3737         /*
3738          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3739          * dirty range.
3740          */
3741
3742         if (boffset < eoffset) {
3743                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3744                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3745                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3746                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3747         }
3748 }
3749
3750 /*
3751  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3752  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3753  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3754  */
3755 static void
3756 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3757 {
3758         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3759         off_t offset;
3760
3761         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3762             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3763         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3764             bp->b_data == unmapped_buf &&
3765             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3766         if (!need_mapping && !need_kva)
3767                 return;
3768
3769         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3770
3771         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3772                 /*
3773                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3774                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3775                  * allocated space.
3776                  */
3777                 goto has_addr;
3778         }
3779
3780         /*
3781          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3782          * if the buffer was mapped.
3783          */
3784         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3785         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3786         offset = blkno * bsize;
3787         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3788         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3789
3790         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3791                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3792                         /*
3793                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3794                          * succeed, not sure what else to do.
3795                          */
3796                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3797                 }
3798                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3799                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3800         }
3801 has_addr:
3802         if (need_mapping) {
3803                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3804                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3805                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3806                 bpmap_qenter(bp);
3807         }
3808 }
3809
3810 struct buf *
3811 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3812     int flags)
3813 {
3814         struct buf *bp;
3815         int error;
3816
3817         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3818         if (error != 0)
3819                 return (NULL);
3820         return (bp);
3821 }
3822
3823 /*
3824  *      getblkx:
3825  *
3826  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3827  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3828  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3829  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3830  *      READ.
3831  *
3832  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3833  *      an existing buffer.
3834  *
3835  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3836  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3837  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3838  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3839  *
3840  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3841  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3842  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3843  *      backing VM.
3844  *
3845  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3846  *      B_CACHE bit is clear.
3847  *
3848  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3849  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3850  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3851  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3852  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3853  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3854  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3855  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3856  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3857  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3858  *
3859  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3860  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3861  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3862  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3863  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3864  *      for blkno and dblkno.
3865  */
3866 int
3867 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3868     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3869 {
3870         struct buf *bp;
3871         struct bufobj *bo;
3872         daddr_t d_blkno;
3873         int bsize, error, maxsize, vmio;
3874         off_t offset;
3875
3876         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3877         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3878             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3879         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3880         if (size > maxbcachebuf)
3881                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3882                     maxbcachebuf);
3883         if (!unmapped_buf_allowed)
3884                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3885
3886         bo = &vp->v_bufobj;
3887         d_blkno = dblkno;
3888
3889         /* Attempt lockless lookup first. */
3890         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3891         if (bp == NULL)
3892                 goto newbuf_unlocked;
3893
3894         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3895             0);
3896         if (error != 0)
3897                 goto loop;
3898
3899         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3900         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3901                 goto foundbuf_fastpath;
3902
3903         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3904         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3905
3906 loop:
3907         BO_RLOCK(bo);
3908         bp = gbincore(bo, blkno);
3909         if (bp != NULL) {
3910                 int lockflags;
3911
3912                 /*
3913                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3914                  * it must be on a queue.
3915                  */
3916                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3917                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3918
3919                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3920                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3921
3922                 /*
3923                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3924                  * the buffer changed identities.
3925                  */
3926                 if (error == ENOLCK)
3927                         goto loop;
3928                 /* We timed out or were interrupted. */
3929                 else if (error != 0)
3930                         return (error);
3931
3932 foundbuf_fastpath:
3933                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3934                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3935                         goto end;
3936
3937                 /*
3938                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3939                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3940                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3941                  * backing VM cache.
3942                  */
3943                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3944                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3945                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3946                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3947                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3948                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3949                 else
3950                         bremfree(bp);
3951
3952                 /*
3953                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3954                  */
3955                 if (bp->b_bcount != size) {
3956                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3957                             (size > bp->b_kvasize)) {
3958                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3959                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3960                                         bwrite(bp);
3961                                 } else {
3962                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3963                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3964                                                 brelse(bp);
3965                                         } else {
3966                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3967                                                 bwrite(bp);
3968                                         }
3969                                 }
3970                                 goto loop;
3971                         }
3972                 }
3973
3974                 /*
3975                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3976                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3977                  * reservation is requested.
3978                  */
3979                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3980
3981                 /*
3982                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3983                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3984                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3985                  * unchanged from its previous state.
3986                  */
3987                 allocbuf(bp, size);
3988
3989                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3990                     ("getblk: no buffer offset"));
3991
3992                 /*
3993                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3994                  * be committed before we can return the buffer in
3995                  * order to prevent the caller from issuing a read
3996                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3997                  * it.
3998                  *
3999                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4000                  * operate properly either because they assume they
4001                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4002                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4003                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4004                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4005                  * preventing further loops.
4006                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4007                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4008                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4009                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4010                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4011                  * after the write.
4012                  *
4013                  * We might be able to do something fancy, like setting
4014                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4015                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4016                  * confusing.  This is much easier.
4017                  */
4018
4019                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4020                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4021                         bwrite(bp);
4022                         goto loop;
4023                 }
4024                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4025         } else {
4026                 /*
4027                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4028                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4029                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4030                  */
4031                 BO_RUNLOCK(bo);
4032 newbuf_unlocked:
4033                 /*
4034                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4035                  * here.
4036                  */
4037                 if (flags & GB_NOCREAT)
4038                         return (EEXIST);
4039
4040                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4041                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4042                 offset = blkno * bsize;
4043                 vmio = vp->v_object != NULL;
4044                 if (vmio) {
4045                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4046                 } else {
4047                         maxsize = size;
4048                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4049                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4050                 }
4051                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4052                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4053                     !vn_isdisk(vp)) {
4054                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4055                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4056                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4057                             vp));
4058                         if (error != 0)
4059                                 return (error);
4060                         if (d_blkno == -1)
4061                                 return (EJUSTRETURN);
4062                 }
4063
4064                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4065                 if (bp == NULL) {
4066                         if (slpflag || slptimeo)
4067                                 return (ETIMEDOUT);
4068                         /*
4069                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4070                          * enough to work under very low memory conditions.
4071                          *
4072                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4073                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4074                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4075                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4076                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4077                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4078                          * This never happens because we never yield.
4079                          *
4080                          * The real solution is to identify and fix these cases
4081                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4082                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4083                          */
4084                         kern_yield(PRI_USER);
4085                         goto loop;
4086                 }
4087
4088                 /*
4089                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4090                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4091                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4092                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4093                  * throw away the one we just created.
4094                  *
4095                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4096                  * with the vp especially considering limitations in
4097                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4098                  * lblkno's.
4099                  */
4100                 BO_LOCK(bo);
4101                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4102                         BO_UNLOCK(bo);
4103                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4104                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4105                         brelse(bp);
4106                         goto loop;
4107                 }
4108
4109                 /*
4110                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4111                  * be found by incore.
4112                  */
4113                 bp->b_lblkno = blkno;
4114                 bp->b_blkno = d_blkno;
4115                 bp->b_offset = offset;
4116                 bgetvp(vp, bp);
4117                 BO_UNLOCK(bo);
4118
4119                 /*
4120                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4121                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4122                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4123                  * backing store for validity.
4124                  */
4125
4126                 if (vmio) {
4127                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4128                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4129                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4130                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4131                 } else {
4132                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4133                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4134                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4135                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4136                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4137                 }
4138
4139                 allocbuf(bp, size);
4140                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4141                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4142         }
4143         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4144 end:
4145         buf_track(bp, __func__);
4146         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4147             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4148         *bpp = bp;
4149         return (0);
4150 }
4151
4152 /*
4153  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4154  * set to B_INVAL.
4155  */
4156 struct buf *
4157 geteblk(int size, int flags)
4158 {
4159         struct buf *bp;
4160         int maxsize;
4161
4162         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4163         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4164                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4165                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4166                         return (NULL);
4167         }
4168         allocbuf(bp, size);
4169         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4170         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4171         return (bp);
4172 }
4173
4174 /*
4175  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4176  */
4177 static void
4178 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4179 {
4180
4181         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4182                 /*
4183                  * malloced buffers are not shrunk
4184                  */
4185                 if (newbsize == 0) {
4186                         bufmallocadjust(bp, 0);
4187                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4188                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4189                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4190                 }
4191                 return;
4192         }
4193         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4194         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4195 }
4196
4197 /*
4198  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4199  */
4200 static void
4201 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4202 {
4203         caddr_t origbuf;
4204         int origbufsize;
4205
4206         /*
4207          * We only use malloced memory on the first allocation.
4208          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4209          * grows.
4210          *
4211          * There is a potential smp race here that could lead
4212          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4213          * is probably extremely rare and not worth worrying
4214          * over.
4215          */
4216         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4217             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4218                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4219                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4220                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4221                 return;
4222         }
4223
4224         /*
4225          * If the buffer is growing on its other-than-first
4226          * allocation then we revert to the page-allocation
4227          * scheme.
4228          */
4229         origbuf = NULL;
4230         origbufsize = 0;
4231         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4232                 origbuf = bp->b_data;
4233                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4234                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4235                 bufmallocadjust(bp, 0);
4236                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4237                 newbsize = round_page(newbsize);
4238         }
4239         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4240             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4241         if (origbuf != NULL) {
4242                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4243                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4244         }
4245         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4246 }
4247
4248 /*
4249  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4250  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4251  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4252  * resize a buffer up or down.
4253  *
4254  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4255  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4256  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4257  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4258  *
4259  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4260  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4261  */
4262 int
4263 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4264 {
4265         int newbsize;
4266
4267         if (bp->b_bcount == size)
4268                 return (1);
4269
4270         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4271                 panic("allocbuf: buffer too small");
4272
4273         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4274         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4275                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4276                         newbsize = round_page(newbsize);
4277                 /*
4278                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4279                  * mess with B_CACHE.
4280                  */
4281                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4282                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4283                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4284                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4285         } else {
4286                 int desiredpages;
4287
4288                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4289                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4290
4291                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4292                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4293                 /*
4294                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4295                  * 0-length.
4296                  */
4297                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4298                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4299
4300                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4301                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4302                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4303                 else if (size > bp->b_bcount)
4304                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4305                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4306         }
4307         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4308         return (1);
4309 }
4310
4311 extern int inflight_transient_maps;
4312
4313 static struct bio_queue nondump_bios;
4314
4315 void
4316 biodone(struct bio *bp)
4317 {
4318         struct mtx *mtxp;
4319         void (*done)(struct bio *);
4320         vm_offset_t start, end;
4321
4322         biotrack(bp, __func__);
4323
4324         /*
4325          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4326          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4327          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4328          * to keep the system usable after it has been resumed.
4329          */
4330         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4331                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4332                 return;
4333         }
4334         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4335                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4336                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4337                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4338                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4339                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4340                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4341                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4342                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4343         }
4344         done = bp->bio_done;
4345         if (done == NULL) {
4346                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4347                 mtx_lock(mtxp);
4348                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4349                 wakeup(bp);
4350                 mtx_unlock(mtxp);
4351         } else
4352                 done(bp);
4353 }
4354
4355 /*
4356  * Wait for a BIO to finish.
4357  */
4358 int
4359 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4360 {
4361         struct mtx *mtxp;
4362
4363         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4364         mtx_lock(mtxp);
4365         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4366                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4367         mtx_unlock(mtxp);
4368         if (bp->bio_error != 0)
4369                 return (bp->bio_error);
4370         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4371                 return (0);
4372         return (EIO);
4373 }
4374
4375 void
4376 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4377 {
4378
4379         if (error) {
4380                 bp->bio_error = error;
4381                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4382         }
4383         if (stat != NULL)
4384                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4385         biodone(bp);
4386 }
4387
4388 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4389 void
4390 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4391 {
4392
4393         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4394 }
4395 #endif
4396
4397 /*
4398  *      bufwait:
4399  *
4400  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4401  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4402  *      error and cleared.
4403  */
4404 int
4405 bufwait(struct buf *bp)
4406 {
4407         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4408                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4409         else
4410                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4411         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4412                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4413                 return (EINTR);
4414         }
4415         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4416                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4417         } else {
4418                 return (0);
4419         }
4420 }
4421
4422 /*
4423  *      bufdone:
4424  *
4425  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4426  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4427  *      not allowed.
4428  *
4429  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4430  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4431  *      assuming B_INVAL is clear.
4432  *
4433  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4434  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4435  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4436  *
4437  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4438  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4439  *      in the biodone routine.
4440  */
4441 void
4442 bufdone(struct buf *bp)
4443 {
4444         struct bufobj *dropobj;
4445         void    (*biodone)(struct buf *);
4446
4447         buf_track(bp, __func__);
4448         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4449         dropobj = NULL;
4450
4451         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4452
4453         runningbufwakeup(bp);
4454         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4455                 dropobj = bp->b_bufobj;
4456         /* call optional completion function if requested */
4457         if (bp->b_iodone != NULL) {
4458                 biodone = bp->b_iodone;
4459                 bp->b_iodone = NULL;
4460                 (*biodone) (bp);
4461                 if (dropobj)
4462                         bufobj_wdrop(dropobj);
4463                 return;
4464         }
4465         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4466                 /*
4467                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4468                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4469                  * routines.
4470                  */
4471                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4472                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4473                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4474                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4475                 vfs_vmio_iodone(bp);
4476         }
4477         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4478                 buf_complete(bp);
4479         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4480                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4481                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4482                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4483                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4484         }
4485         /*
4486          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4487          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4488          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4489          */
4490         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4491                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4492                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4493                         brelse(bp);
4494                 else
4495                         bqrelse(bp);
4496         } else
4497                 bdone(bp);
4498         if (dropobj)
4499                 bufobj_wdrop(dropobj);
4500 }
4501
4502 /*
4503  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4504  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4505  * consistent.
4506  */
4507 void
4508 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4509 {
4510         int i;
4511         vm_object_t obj;
4512         vm_page_t m;
4513
4514         runningbufwakeup(bp);
4515         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4516                 return;
4517
4518         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4519         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4520                 m = bp->b_pages[i];
4521                 if (m == bogus_page) {
4522                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4523                         if (!m)
4524                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4525                         bp->b_pages[i] = m;
4526                         if (buf_mapped(bp)) {
4527                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4528                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4529                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4530                         } else
4531                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4532                 }
4533                 vm_page_sunbusy(m);
4534         }
4535         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4536 }
4537
4538 /*
4539  * vfs_page_set_valid:
4540  *
4541  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4542  *      range is restricted to the buffer's size.
4543  *
4544  *      This routine is typically called after a read completes.
4545  */
4546 static void
4547 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4548 {
4549         vm_ooffset_t eoff;
4550
4551         /*
4552          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4553          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4554          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4555          * allocation size of the buffer.
4556          */
4557         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4558         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4559                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4560
4561         /*
4562          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4563          * entire page.
4564          */
4565         if (eoff > off)
4566                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4567 }
4568
4569 /*
4570  * vfs_page_set_validclean:
4571  *
4572  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4573  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4574  */
4575 static void
4576 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4577 {
4578         vm_ooffset_t soff, eoff;
4579
4580         /*
4581          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4582          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4583          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4584          * of the buffer.
4585          */
4586         soff = off;
4587         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4588         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4589                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4590
4591         /*
4592          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4593          * entire page.
4594          */
4595         if (eoff > soff) {
4596                 vm_page_set_validclean(
4597                     m,
4598                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4599                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4600                 );
4601         }
4602 }
4603
4604 /*
4605  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4606  */
4607 void
4608 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4609 {
4610         int i;
4611
4612         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4613                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4614 }
4615
4616 void
4617 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4618 {
4619         int i;
4620
4621         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4622                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4623 }
4624
4625 /*
4626  * This routine is called before a device strategy routine.
4627  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4628  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4629  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4630  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4631  * inconsistent.
4632  *
4633  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4634  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4635  * and should be ignored.
4636  */
4637 void
4638 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4639 {
4640         vm_object_t obj;
4641         vm_ooffset_t foff;
4642         vm_page_t m;
4643         int i;
4644         bool bogus;
4645
4646         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4647                 return;
4648
4649         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4650         foff = bp->b_offset;
4651         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4652             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4653         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4654                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4655                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4656         }
4657         if (bp->b_bufsize != 0)
4658                 vfs_setdirty_range(bp);
4659         bogus = false;
4660         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4661                 m = bp->b_pages[i];
4662                 vm_page_assert_sbusied(m);
4663
4664                 /*
4665                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4666                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4667                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4668                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4669                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4670                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4671                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4672                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4673                  * first place ).  The replacement prevents the read
4674                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4675                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4676                  * It may not work properly with small-block devices.
4677                  * We need to find a better way.
4678                  */
4679                 if (clear_modify) {
4680                         pmap_remove_write(m);
4681                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4682                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4683                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4684                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4685                         bogus = true;
4686                 }
4687                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4688         }
4689         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4690                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4691                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4692                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4693         }
4694 }
4695
4696 /*
4697  *      vfs_bio_set_valid:
4698  *
4699  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4700  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4701  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4702  *      page.
4703  */
4704 void
4705 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4706 {
4707         int i, n;
4708         vm_page_t m;
4709
4710         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4711                 return;
4712
4713         /*
4714          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4715          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4716          * first page that can be validated.
4717          */
4718         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4719         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4720
4721         /*
4722          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4723          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4724          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4725          * other page validation.
4726          */
4727         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4728         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4729                 m = bp->b_pages[i];
4730                 if (n > size)
4731                         n = size;
4732                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4733                 base += n;
4734                 size -= n;
4735                 n = PAGE_SIZE;
4736         }
4737         vfs_busy_pages_release(bp);
4738 }
4739
4740 /*
4741  *      vfs_bio_clrbuf:
4742  *
4743  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4744  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4745  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4746  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4747  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4748  *
4749  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4750  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4751  */
4752 void
4753 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4754 {
4755         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4756
4757         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4758                 clrbuf(bp);
4759                 return;
4760         }
4761         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4762         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4763         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4764         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4765         slide = 0;
4766         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4767                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4768                 ea = slide & PAGE_MASK;
4769                 if (ea == 0)
4770                         ea = PAGE_SIZE;
4771                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4772                         continue;
4773                 j = sa / DEV_BSIZE;
4774                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4775                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4776                         continue;
4777                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4778                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4779                 else {
4780                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4781                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4782                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4783                                             sa, DEV_BSIZE);
4784                                 }
4785                         }
4786                 }
4787                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4788                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4789         }
4790         vfs_busy_pages_release(bp);
4791         bp->b_resid = 0;
4792 }
4793
4794 void
4795 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4796 {
4797         vm_page_t m;
4798         int i, n;
4799
4800         if (buf_mapped(bp)) {
4801                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4802                 bzero(bp->b_data + base, size);
4803         } else {
4804                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4805                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4806                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4807                         m = bp->b_pages[i];
4808                         if (n > size)
4809                                 n = size;
4810                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4811                         base += n;
4812                         size -= n;
4813                         n = PAGE_SIZE;
4814                 }
4815         }
4816 }
4817
4818 /*
4819  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4820  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4821  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4822  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4823  */
4824 static void
4825 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4826 {
4827
4828         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4829             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4830
4831         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4832                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4833         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4834                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4835         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4836                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4837                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4838                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4839                 if (release)
4840                         brelse(bp);
4841         } else if (release)
4842                 bqrelse(bp);
4843 }
4844
4845 void
4846 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4847 {
4848
4849         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4850 }
4851
4852 void
4853 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4854 {
4855
4856         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4857 }
4858
4859 /*
4860  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4861  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4862  * not associated with a file object.
4863  */
4864 static void
4865 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4866 {
4867         vm_offset_t pg;
4868         vm_page_t p;
4869         int index;
4870
4871         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4872
4873         to = round_page(to);
4874         from = round_page(from);
4875         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4876         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4877         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4878             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4879             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4880
4881         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4882                 /*
4883                  * note: must allocate system pages since blocking here
4884                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4885                  * process we are.
4886                  */
4887                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4888                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4889                     VM_ALLOC_WAITOK);
4890                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4891                 bp->b_pages[index] = p;
4892         }
4893         bp->b_npages = index;
4894 }
4895
4896 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4897 static void
4898 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4899 {
4900         vm_offset_t from;
4901         vm_page_t p;
4902         int index, newnpages;
4903
4904         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4905
4906         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4907         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4908         if (bp->b_npages > newnpages)
4909                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4910         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4911                 p = bp->b_pages[index];
4912                 bp->b_pages[index] = NULL;
4913                 vm_page_unwire_noq(p);
4914                 vm_page_free(p);
4915         }
4916         bp->b_npages = newnpages;
4917 }
4918
4919 /*
4920  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4921  *
4922  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4923  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4924  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4925  *
4926  * Note that even if the caller determines that the address space should
4927  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4928  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4929  * check the return value.
4930  *
4931  * This function only works with pager buffers.
4932  */
4933 int
4934 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
4935 {
4936         vm_prot_t prot;
4937         int pidx;
4938
4939         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
4940         prot = VM_PROT_READ;
4941         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4942                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4943         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4944             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
4945         if (pidx < 0)
4946                 return (-1);
4947         bp->b_bufsize = len;
4948         bp->b_npages = pidx;
4949         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
4950         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4951                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4952                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4953         } else
4954                 bp->b_data = unmapped_buf;
4955         return (0);
4956 }
4957
4958 /*
4959  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4960  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4961  *
4962  * This function only works with pager buffers.
4963  */
4964 void
4965 vunmapbuf(struct buf *bp)
4966 {
4967         int npages;
4968
4969         npages = bp->b_npages;
4970         if (buf_mapped(bp))
4971                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4972         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4973
4974         bp->b_data = unmapped_buf;
4975 }
4976
4977 void
4978 bdone(struct buf *bp)
4979 {
4980         struct mtx *mtxp;
4981
4982         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4983         mtx_lock(mtxp);
4984         bp->b_flags |= B_DONE;
4985         wakeup(bp);
4986         mtx_unlock(mtxp);
4987 }
4988
4989 void
4990 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4991 {
4992         struct mtx *mtxp;
4993
4994         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4995         mtx_lock(mtxp);
4996         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4997                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4998         mtx_unlock(mtxp);
4999 }
5000
5001 int
5002 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5003 {
5004
5005         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5006 }
5007
5008 void
5009 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5010 {
5011         int i __unused;
5012         struct vnode *vp;
5013
5014         vp = bp->b_vp;
5015         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5016         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5017             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5018         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5019         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5020 }
5021
5022 /*
5023  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5024  */
5025 void
5026 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5027 {
5028         static volatile int bufobj_cleanq;
5029
5030         bo->bo_domain =
5031             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5032         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5033         bo->bo_private = private;
5034         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5035         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5036 }
5037
5038 void
5039 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5040 {
5041
5042         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5043         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5044         bo->bo_numoutput++;
5045 }
5046
5047 void
5048 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5049 {
5050
5051         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5052         BO_LOCK(bo);
5053         bo->bo_numoutput++;
5054         BO_UNLOCK(bo);
5055 }
5056
5057 void
5058 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5059 {
5060
5061         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5062         BO_LOCK(bo);
5063         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5064         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5065                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5066                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5067         }
5068         BO_UNLOCK(bo);
5069 }
5070
5071 int
5072 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5073 {
5074         int error;
5075
5076         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5077         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5078         error = 0;
5079         while (bo->bo_numoutput) {
5080                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5081                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5082                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5083                 if (error)
5084                         break;
5085         }
5086         return (error);
5087 }
5088
5089 /*
5090  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5091  */
5092 void
5093 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5094 {
5095
5096         if (!buf_mapped(bp)) {
5097                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5098                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5099                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5100                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5101                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5102                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5103                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5104                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5105                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5106                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5107         } else {
5108                 bip->bio_data = bp->b_data;
5109                 bip->bio_ma = NULL;
5110         }
5111 }
5112
5113 /*
5114  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5115  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5116  * to data corruption.
5117  *
5118  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5119  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5120  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5121  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5122  *
5123  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5124  * earlier chips, it should be flipped back off.
5125  */
5126 #ifdef  __mips__
5127 static int buf_pager_relbuf = 1;
5128 #else
5129 static int buf_pager_relbuf = 0;
5130 #endif
5131 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5132     &buf_pager_relbuf, 0,
5133     "Make buffer pager release buffers after reading");
5134
5135 /*
5136  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5137  *
5138  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5139  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5140  * device block size is greater than the machine page size.  The
5141  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5142  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5143  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5144  * pages.
5145  *
5146  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5147  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5148  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5149  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5150  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5151  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5152  */
5153 int
5154 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5155     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5156     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5157 {
5158         vm_page_t m;
5159         vm_object_t object;
5160         struct buf *bp;
5161         struct mount *mp;
5162         daddr_t lbn, lbnp;
5163         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5164         long bsize;
5165         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5166         bool redo, lpart;
5167
5168         object = vp->v_object;
5169         mp = vp->v_mount;
5170         error = 0;
5171         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5172         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5173                 return (VM_PAGER_BAD);
5174
5175         /*
5176          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5177          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5178          * and the start of the potential read-ahead region.
5179          */
5180         la += PAGE_SIZE;
5181         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5182         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5183
5184         /*
5185          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5186          */
5187         pgsin = count;
5188         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5189         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5190         pgsin += pgsin_b;
5191         if (rbehind != NULL)
5192                 *rbehind = pgsin_b;
5193         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5194         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5195                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5196                     PAGE_SIZE) - la);
5197         pgsin += pgsin_a;
5198         if (rahead != NULL)
5199                 *rahead = pgsin_a;
5200         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5201         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5202
5203         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5204             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5205 again:
5206         for (i = 0; i < count; i++) {
5207                 if (ma[i] != bogus_page)
5208                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5209         }
5210
5211         lbnp = -1;
5212         for (i = 0; i < count; i++) {
5213                 m = ma[i];
5214                 if (m == bogus_page)
5215                         continue;
5216
5217                 /*
5218                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5219                  * owned, which together allow for the pages'
5220                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5221                  * useless creation of the buffer for the most typical
5222                  * case when invalidation is not used in redo or for
5223                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5224                  * the end of the function catches the race in a
5225                  * reliable way (protected by the object lock).
5226                  */
5227                 if (vm_page_all_valid(m))
5228                         continue;
5229
5230                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5231                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5232                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5233                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5234                         if (lbn == lbnp)
5235                                 goto next_page;
5236                         lbnp = lbn;
5237
5238                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5239                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5240                             br_flags, &bp);
5241                         if (error != 0)
5242                                 goto end_pages;
5243                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5244                                 crfree(bp->b_rcred);
5245                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5246                         }
5247                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5248                                 /*
5249                                  * Invalidation clears m->valid, but
5250                                  * may leave B_CACHE flag if the
5251                                  * buffer existed at the invalidation
5252                                  * time.  In this case, recycle the
5253                                  * buffer to do real read on next
5254                                  * bread() after redo.
5255                                  *
5256                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5257                                  * necessary, enable to reduce buf
5258                                  * cache pressure.
5259                                  */
5260                                 if (buf_pager_relbuf ||
5261                                     !vm_page_all_valid(m))
5262                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5263
5264                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5265                                 brelse(bp);
5266                         } else {
5267                                 bqrelse(bp);
5268                         }
5269                 }
5270                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5271                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5272                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5273                 if (i == count - 1 && lpart) {
5274                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5275                             !vm_page_all_valid(m))
5276                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5277                 }
5278 next_page:;
5279         }
5280 end_pages:
5281
5282         redo = false;
5283         for (i = 0; i < count; i++) {
5284                 if (ma[i] == bogus_page)
5285                         continue;
5286                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5287                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5288                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5289                             VM_ALLOC_NORMAL);
5290                 }
5291
5292                 /*
5293                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5294                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5295                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5296                  * relinguish, they could have been invalidated.
5297                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5298                  *
5299                  * Note that the last page is made fully valid in the
5300                  * read loop, and partial validity for the page at
5301                  * index count - 1 could mean that the page was
5302                  * invalidated or removed, so we must restart for
5303                  * safety as well.
5304                  */
5305                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5306                         redo = true;
5307         }
5308         if (redo && error == 0)
5309                 goto again;
5310         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5311 }
5312
5313 #include "opt_ddb.h"
5314 #ifdef DDB
5315 #include <ddb/ddb.h>
5316
5317 /* DDB command to show buffer data */
5318 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5319 {
5320         /* get args */
5321         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5322 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5323         uint32_t i, j;
5324 #endif
5325
5326         if (!have_addr) {
5327                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5328                 return;
5329         }
5330
5331         db_printf("buf at %p\n", bp);
5332         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5333             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5334             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5335         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5336             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5337             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5338         db_printf(
5339             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5340             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5341             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5342             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5343             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5344             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5345         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5346             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5347         if (bp->b_npages) {
5348                 int i;
5349                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5350                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5351                         vm_page_t m;
5352                         m = bp->b_pages[i];
5353                         if (m != NULL)
5354                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5355                                     (u_long)m->pindex,
5356                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5357                         else
5358                                 db_printf("( ??? )");
5359                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5360                                 db_printf(",");
5361                 }
5362                 db_printf("\n");
5363         }
5364         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5365 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5366         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5367
5368         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5369         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5370                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5371                         continue;
5372                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5373                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5374         }
5375 #elif defined(BUF_TRACKING)
5376         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5377 #endif
5378         db_printf(" ");
5379 }
5380
5381 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5382 {
5383         struct bufdomain *bd;
5384         struct buf *bp;
5385         long total;
5386         int i, j, cnt;
5387
5388         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5389
5390         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5391                 bd = &bdomain[i];
5392                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5393                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5394                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5395                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5396                 db_printf("\n");
5397                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5398                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5399                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5400                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5401                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5402                 db_printf("\n");
5403                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5404                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5405                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5406                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5407                 db_printf("\n");
5408                 total = 0;
5409                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5410                         total += bp->b_bufsize;
5411                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5412                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5413                 total = 0;
5414                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5415                         total += bp->b_bufsize;
5416                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5417                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5418                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5419                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5420                 db_printf("\tCPU ");
5421                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5422                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5423                 db_printf("\n");
5424                 cnt = 0;
5425                 total = 0;
5426                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5427                         bp = nbufp(j);
5428                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5429                                 cnt++;
5430                                 total += bp->b_bufsize;
5431                         }
5432                 }
5433                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5434                 cnt = 0;
5435                 total = 0;
5436                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5437                         bp = nbufp(j);
5438                         if (bp->b_domain == i) {
5439                                 cnt++;
5440                                 total += bp->b_bufsize;
5441                         }
5442                 }
5443                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5444         }
5445 }
5446
5447 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5448 {
5449         struct buf *bp;
5450         int i;
5451
5452         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5453                 bp = nbufp(i);
5454                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5455                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5456                         db_printf("\n");
5457                         if (db_pager_quit)
5458                                 break;
5459                 }
5460         }
5461 }
5462
5463 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5464 {
5465         struct vnode *vp;
5466         struct buf *bp;
5467
5468         if (!have_addr) {
5469                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5470                 return;
5471         }
5472         vp = (struct vnode *)addr;
5473         db_printf("Clean buffers:\n");
5474         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5475                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5476                 db_printf("\n");
5477         }
5478         db_printf("Dirty buffers:\n");
5479         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5480                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5481                 db_printf("\n");
5482         }
5483 }
5484
5485 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5486 {
5487         struct buf *bp;
5488         int i, used = 0, nfree = 0;
5489
5490         if (have_addr) {
5491                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5492                 return;
5493         }
5494
5495         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5496                 bp = nbufp(i);
5497                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5498                         nfree++;
5499                 else
5500                         used++;
5501         }
5502
5503         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5504             nfree + used);
5505         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5506 }
5507 #endif /* DDB */