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