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