]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Schedule fast taskqueue callouts on right CPU.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
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 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/asan.h>
51 #include <sys/bio.h>
52 #include <sys/bitset.h>
53 #include <sys/conf.h>
54 #include <sys/counter.h>
55 #include <sys/buf.h>
56 #include <sys/devicestat.h>
57 #include <sys/eventhandler.h>
58 #include <sys/fail.h>
59 #include <sys/ktr.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/refcount.h>
70 #include <sys/resourcevar.h>
71 #include <sys/rwlock.h>
72 #include <sys/smp.h>
73 #include <sys/sysctl.h>
74 #include <sys/syscallsubr.h>
75 #include <sys/vmem.h>
76 #include <sys/vmmeter.h>
77 #include <sys/vnode.h>
78 #include <sys/watchdog.h>
79 #include <geom/geom.h>
80 #include <vm/vm.h>
81 #include <vm/vm_param.h>
82 #include <vm/vm_kern.h>
83 #include <vm/vm_object.h>
84 #include <vm/vm_page.h>
85 #include <vm/vm_pageout.h>
86 #include <vm/vm_pager.h>
87 #include <vm/vm_extern.h>
88 #include <vm/vm_map.h>
89 #include <vm/swap_pager.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;
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         bool            bd_shutdown;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
137         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
139 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
140
141 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
142 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
145 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
146 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
149
150 static char *buf;               /* buffer header pool */
151 static struct buf *
152 nbufp(unsigned i)
153 {
154         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
155             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
156 }
157
158 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
159
160 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
161 struct proc *bufdaemonproc;
162
163 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
164 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
165                 vm_offset_t to);
166 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
167 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
168                 vm_page_t m);
169 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
170 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
171 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
172 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
173 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
174 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
175                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
176 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
177                 void (*)(struct buf *));
178 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
179 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
180 static void buf_daemon(void);
181 static __inline void bd_wakeup(void);
182 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
183 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
184 static void bufkva_free(struct buf *);
185 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
186 static void buf_release(void *, void **, int);
187 static void maxbcachebuf_adjust(void);
188 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
189 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
190 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
191 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
192 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
193             const char *lockname);
194 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
195 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
196 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
197 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
198
199 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200 int vmiodirenable = TRUE;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
202     "Use the VM system for directory writes");
203 long runningbufspace;
204 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
205     "Amount of presently outstanding async buffer io");
206 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
207     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
208 static counter_u64_t bufkvaspace;
209 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
210     "Kernel virtual memory used for buffers");
211 static long maxbufspace;
212 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
213     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
214     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
215     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
216 static long bufmallocspace;
217 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
218     "Amount of malloced memory for buffers");
219 static long maxbufmallocspace;
220 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
221     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
222 static long lobufspace;
223 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
224     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
225     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
226     "Minimum amount of buffers we want to have");
227 long hibufspace;
228 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
229     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
230     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
231     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
232 long bufspacethresh;
233 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
234     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
235     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
236     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
237 static counter_u64_t buffreekvacnt;
238 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
239     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
240 static counter_u64_t bufdefragcnt;
241 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
242     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
243 static long lorunningspace;
244 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
245     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
246     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
247 static long hirunningspace;
248 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
249     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
250     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
251 int dirtybufferflushes;
252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
253     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
254 int bdwriteskip;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
256     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
257 int altbufferflushes;
258 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
259     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
260 static int recursiveflushes;
261 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
262     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
263 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
264 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
265     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
266     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
267 static int lodirtybuffers;
268 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
269     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
270     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
271     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
272 static int hidirtybuffers;
273 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
274     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
275     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
276     "When the number of dirty buffers is considered severe");
277 int dirtybufthresh;
278 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
279     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
280     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
281     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
282 static int numfreebuffers;
283 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
284     "Number of free buffers");
285 static int lofreebuffers;
286 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
287     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
288     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
289    "Target number of free buffers");
290 static int hifreebuffers;
291 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
292     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
293     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
294    "Threshold for clean buffer recycling");
295 static counter_u64_t getnewbufcalls;
296 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
297    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
298 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
299 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
300     &getnewbufrestarts,
301     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
302 static counter_u64_t mappingrestarts;
303 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
304     &mappingrestarts,
305     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
306     "unmapped buffer");
307 static counter_u64_t numbufallocfails;
308 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
309     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
310 static int flushbufqtarget = 100;
311 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
312     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
313 static counter_u64_t notbufdflushes;
314 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
315     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
316 static long barrierwrites;
317 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
318     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
319 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed,
320     CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
321     &unmapped_buf_allowed, 0,
322     "Permit the use of the unmapped i/o");
323 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
324 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
325     "Maximum size of a buffer cache block");
326
327 /*
328  * This lock synchronizes access to bd_request.
329  */
330 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
331
332 /*
333  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
334  * waitrunningbufspace().
335  */
336 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
337
338 /*
339  * Lock that protects bdirtywait.
340  */
341 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
342
343 /*
344  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
345  */
346 static bool bd_shutdown;
347
348 /*
349  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
350  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
351  * is idling.
352  */
353 static int bd_request;
354
355 /*
356  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
357  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
358  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
359  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
360  */
361 static int bd_speedupreq;
362
363 /*
364  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
365  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
366  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
367  */
368 static int runningbufreq;
369
370 /*
371  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
372  */
373 static int bdirtywait;
374
375 /*
376  * Definitions for the buffer free lists.
377  */
378 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
379 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
380 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
381 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
382 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
383
384 /* Maximum number of buffer domains. */
385 #define BUF_DOMAINS     8
386
387 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
388 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
389
390 /* Configured number of clean queues. */
391 static int __read_mostly buf_domains;
392
393 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
394 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
395 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
396
397 /*
398  * per-cpu empty buffer cache.
399  */
400 uma_zone_t buf_zone;
401
402 static int
403 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
404 {
405         long value;
406         int error;
407
408         value = *(long *)arg1;
409         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
410         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
411                 return (error);
412         mtx_lock(&rbreqlock);
413         if (arg1 == &hirunningspace) {
414                 if (value < lorunningspace)
415                         error = EINVAL;
416                 else
417                         hirunningspace = value;
418         } else {
419                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
420                     ("%s: unknown arg1", __func__));
421                 if (value > hirunningspace)
422                         error = EINVAL;
423                 else
424                         lorunningspace = value;
425         }
426         mtx_unlock(&rbreqlock);
427         return (error);
428 }
429
430 static int
431 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
432 {
433         int error;
434         int value;
435         int i;
436
437         value = *(int *)arg1;
438         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
439         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
440                 return (error);
441         *(int *)arg1 = value;
442         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
443                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
444                     value / buf_domains;
445
446         return (error);
447 }
448
449 static int
450 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
451 {
452         long value;
453         int error;
454         int i;
455
456         value = *(long *)arg1;
457         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
458         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
459                 return (error);
460         *(long *)arg1 = value;
461         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
462                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
463                     value / buf_domains;
464
465         return (error);
466 }
467
468 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
469     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
470 static int
471 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
472 {
473         long lvalue;
474         int ivalue;
475         int i;
476
477         lvalue = 0;
478         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
479                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
480         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
481                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
482         if (lvalue > INT_MAX)
483                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
484                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
485         ivalue = lvalue;
486         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
487 }
488 #else
489 static int
490 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
491 {
492         long lvalue;
493         int i;
494
495         lvalue = 0;
496         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
497                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
498         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
499 }
500 #endif
501
502 static int
503 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
504 {
505         int value;
506         int i;
507
508         value = 0;
509         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
510                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
511         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
512 }
513
514 /*
515  *      bdirtywakeup:
516  *
517  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
518  */
519 static void
520 bdirtywakeup(void)
521 {
522         mtx_lock(&bdirtylock);
523         if (bdirtywait) {
524                 bdirtywait = 0;
525                 wakeup(&bdirtywait);
526         }
527         mtx_unlock(&bdirtylock);
528 }
529
530 /*
531  *      bd_clear:
532  *
533  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
534  *      is decremented.
535  */
536 static void
537 bd_clear(struct bufdomain *bd)
538 {
539
540         mtx_lock(&bdirtylock);
541         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
542                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
543         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
544                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
545         mtx_unlock(&bdirtylock);
546 }
547
548 /*
549  *      bd_set:
550  *
551  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
552  *      is incremented.
553  */
554 static void
555 bd_set(struct bufdomain *bd)
556 {
557
558         mtx_lock(&bdirtylock);
559         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
560                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
561         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
562                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
563         mtx_unlock(&bdirtylock);
564 }
565
566 /*
567  *      bdirtysub:
568  *
569  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
570  *      threads blocked in bwillwrite().
571  */
572 static void
573 bdirtysub(struct buf *bp)
574 {
575         struct bufdomain *bd;
576         int num;
577
578         bd = bufdomain(bp);
579         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
580         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
581                 bdirtywakeup();
582         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
583                 bd_clear(bd);
584 }
585
586 /*
587  *      bdirtyadd:
588  *
589  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
590  *      daemon if needed.
591  */
592 static void
593 bdirtyadd(struct buf *bp)
594 {
595         struct bufdomain *bd;
596         int num;
597
598         /*
599          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
600          * buf daemon will keep running until the condition clears.
601          */
602         bd = bufdomain(bp);
603         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
604         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
605                 bd_wakeup();
606         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
607                 bd_set(bd);
608 }
609
610 /*
611  *      bufspace_daemon_wakeup:
612  *
613  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
614  */
615 static void
616 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
617 {
618
619         /*
620          * avoid the lock if the daemon is running.
621          */
622         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
623                 BD_RUN_LOCK(bd);
624                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
625                 wakeup(&bd->bd_running);
626                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
627         }
628 }
629
630 /*
631  *      bufspace_adjust:
632  *
633  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
634  *      waking any waiters.
635  */
636 static void
637 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
638 {
639         struct bufdomain *bd;
640         long space;
641         int diff;
642
643         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
644             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
645         bd = bufdomain(bp);
646         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
647         if (diff < 0) {
648                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
649         } else if (diff > 0) {
650                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
651                 /* Wake up the daemon on the transition. */
652                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
653                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
654                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
655         }
656         bp->b_bufsize = bufsize;
657 }
658
659 /*
660  *      bufspace_reserve:
661  *
662  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
663  *      different space limit than data.
664  */
665 static int
666 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
667 {
668         long limit, new;
669         long space;
670
671         if (metadata)
672                 limit = bd->bd_maxbufspace;
673         else
674                 limit = bd->bd_hibufspace;
675         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
676         new = space + size;
677         if (new > limit) {
678                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
679                 return (ENOSPC);
680         }
681
682         /* Wake up the daemon on the transition. */
683         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
684                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
685
686         return (0);
687 }
688
689 /*
690  *      bufspace_release:
691  *
692  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
693  */
694 static void
695 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
696 {
697
698         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
699 }
700
701 /*
702  *      bufspace_wait:
703  *
704  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
705  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
706  *      operation must be re-tried on return.
707  */
708 static void
709 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
710     int slpflag, int slptimeo)
711 {
712         struct thread *td;
713         int error, fl, norunbuf;
714
715         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
716                 return;
717
718         td = curthread;
719         BD_LOCK(bd);
720         while (bd->bd_wanted) {
721                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
722                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
723                         BD_UNLOCK(bd);
724                         /*
725                          * getblk() is called with a vnode locked, and
726                          * some majority of the dirty buffers may as
727                          * well belong to the vnode.  Flushing the
728                          * buffers there would make a progress that
729                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
730                          * cannot lock the vnode.
731                          */
732                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
733                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
734
735                         /*
736                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
737                          * may be called while the thread owns lock
738                          * for another dirty buffer for the same
739                          * vnode, which makes it impossible to use
740                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
741                          * recursion.
742                          */
743                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
744                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
745                         td->td_pflags &= norunbuf;
746                         BD_LOCK(bd);
747                         if (fl != 0)
748                                 continue;
749                         if (bd->bd_wanted == 0)
750                                 break;
751                 }
752                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
753                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
754                 if (error != 0)
755                         break;
756         }
757         BD_UNLOCK(bd);
758 }
759
760 static void
761 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
762 {
763         struct bufdomain *bd = arg;
764         int error;
765
766         if (KERNEL_PANICKED())
767                 return;
768
769         BD_RUN_LOCK(bd);
770         bd->bd_shutdown = true;
771         wakeup(&bd->bd_running);
772         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
773             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
774         BD_RUN_UNLOCK(bd);
775         if (error != 0)
776                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
777 }
778
779 /*
780  *      bufspace_daemon:
781  *
782  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
783  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
784  *      block nor work to reclaim buffers.
785  */
786 static void
787 bufspace_daemon(void *arg)
788 {
789         struct bufdomain *bd = arg;
790
791         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
792             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
793
794         BD_RUN_LOCK(bd);
795         while (!bd->bd_shutdown) {
796                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
797
798                 /*
799                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
800                  * targets.
801                  *
802                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
803                  * when some free buffer headers and space are always
804                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
805                  * the excessive blocking and synchronization associated
806                  * with shortfall.  It goes through three phases according
807                  * demand:
808                  *
809                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
810                  *      during idle periods when the counters are below
811                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
812                  *
813                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
814                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
815                  *      slightly according to the rate of consumption and
816                  *      release.
817                  *
818                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
819                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
820                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
821                  *      until we return to condition 2.
822                  */
823                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
824                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
825                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
826                                 if (bd_flushall(bd))
827                                         continue;
828                                 /*
829                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
830                                  * buffers.  This is possible in particular
831                                  * because softdep may held many bufs locked
832                                  * pending writes to other bufs which are
833                                  * marked for delayed write, exhausting
834                                  * clean space until they are written.
835                                  */
836                                 bd_speedup();
837                                 BD_LOCK(bd);
838                                 if (bd->bd_wanted) {
839                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
840                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
841                                 } else
842                                         BD_UNLOCK(bd);
843                         }
844                         maybe_yield();
845                 }
846
847                 /*
848                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
849                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
850                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
851                  * freebuffers prior to checking bd_running.
852                  */
853                 BD_RUN_LOCK(bd);
854                 if (bd->bd_shutdown)
855                         break;
856                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
857                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
858                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
859                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
860                             PRIBIO, "-", hz);
861                 } else {
862                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
863                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
864                 }
865         }
866         wakeup(&bd->bd_shutdown);
867         BD_RUN_UNLOCK(bd);
868         kthread_exit();
869 }
870
871 /*
872  *      bufmallocadjust:
873  *
874  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
875  *      waking any waiters.
876  */
877 static void
878 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
879 {
880         int diff;
881
882         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
883             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
884         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
885         if (diff < 0)
886                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
887         else
888                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
889         bp->b_bufsize = bufsize;
890 }
891
892 /*
893  *      runningwakeup:
894  *
895  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
896  *      below lorunningspace.
897  */
898 static void
899 runningwakeup(void)
900 {
901
902         mtx_lock(&rbreqlock);
903         if (runningbufreq) {
904                 runningbufreq = 0;
905                 wakeup(&runningbufreq);
906         }
907         mtx_unlock(&rbreqlock);
908 }
909
910 /*
911  *      runningbufwakeup:
912  *
913  *      Decrement the outstanding write count according.
914  */
915 void
916 runningbufwakeup(struct buf *bp)
917 {
918         long space, bspace;
919
920         bspace = bp->b_runningbufspace;
921         if (bspace == 0)
922                 return;
923         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
924         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
925             space, bspace));
926         bp->b_runningbufspace = 0;
927         /*
928          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
929          * the threshold to falling below it.
930          */
931         if (space < lorunningspace)
932                 return;
933         if (space - bspace > lorunningspace)
934                 return;
935         runningwakeup();
936 }
937
938 /*
939  *      waitrunningbufspace()
940  *
941  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
942  *      running.  This routine is used in async-write situations to
943  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
944  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
945  *
946  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
947  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
948  *      caller's write has reached the device.
949  */
950 void
951 waitrunningbufspace(void)
952 {
953
954         mtx_lock(&rbreqlock);
955         while (runningbufspace > hirunningspace) {
956                 runningbufreq = 1;
957                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
958         }
959         mtx_unlock(&rbreqlock);
960 }
961
962 /*
963  *      vfs_buf_test_cache:
964  *
965  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
966  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
967  *      valid data.
968  */
969 static __inline void
970 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
971     vm_offset_t size, vm_page_t m)
972 {
973
974         /*
975          * This function and its results are protected by higher level
976          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
977          * validate pages.
978          */
979         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
980                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
981                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
982                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
983         }
984 }
985
986 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
987 static void
988 bd_wakeup(void)
989 {
990
991         mtx_lock(&bdlock);
992         if (bd_request == 0) {
993                 bd_request = 1;
994                 wakeup(&bd_request);
995         }
996         mtx_unlock(&bdlock);
997 }
998
999 /*
1000  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1001  */
1002 static void
1003 maxbcachebuf_adjust(void)
1004 {
1005         int i;
1006
1007         /*
1008          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1009          */
1010         i = 2;
1011         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1012                 i *= 2;
1013         maxbcachebuf = i;
1014         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1015                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1016         if (maxbcachebuf > maxphys)
1017                 maxbcachebuf = maxphys;
1018         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1019                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1024  */
1025 void
1026 bd_speedup(void)
1027 {
1028         int needwake;
1029
1030         mtx_lock(&bdlock);
1031         needwake = 0;
1032         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1033                 needwake = 1;
1034         bd_speedupreq = 1;
1035         bd_request = 1;
1036         if (needwake)
1037                 wakeup(&bd_request);
1038         mtx_unlock(&bdlock);
1039 }
1040
1041 #ifdef __i386__
1042 #define TRANSIENT_DENOM 5
1043 #else
1044 #define TRANSIENT_DENOM 10
1045 #endif
1046
1047 /*
1048  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1049  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1050  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1051  * being reserved at this time.
1052  */
1053 caddr_t
1054 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1055 {
1056         int tuned_nbuf;
1057         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1058
1059 #ifdef KASAN
1060         /*
1061          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1062          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1063          */
1064         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1065             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1066 #endif
1067
1068         /*
1069          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1070          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1071          */
1072         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1073
1074         maxbcachebuf_adjust();
1075         /*
1076          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1077          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1078          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1079          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1080          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1081          * maxbcache bytes.
1082          *
1083          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1084          */
1085         if (nbuf == 0) {
1086                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1087
1088                 nbuf = 50;
1089                 if (physmem_est > 4096)
1090                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1091                             65536 / factor);
1092                 if (physmem_est > 65536)
1093                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1094                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1095
1096                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1097                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1098                 tuned_nbuf = 1;
1099         } else
1100                 tuned_nbuf = 0;
1101
1102         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1103         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1104         if (nbuf > maxbuf) {
1105                 if (!tuned_nbuf)
1106                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1107                             maxbuf);
1108                 nbuf = maxbuf;
1109         }
1110
1111         /*
1112          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1113          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1114          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1115          *
1116          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1117          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1118          * maximum buffer map extent on the platform.
1119          *
1120          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1121          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1122          * with ample KVA space.
1123          */
1124         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1125                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1126                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1127                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1128                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1129                         /*
1130                          * There is more KVA than memory.  Do not
1131                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1132                          * of maxbuf to transient map.
1133                          */
1134                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1135                 } else {
1136                         /*
1137                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1138                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1139                          * the buffer map to the transient bio map.
1140                          */
1141                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1142                         buf_sz -= biotmap_sz;
1143                 }
1144                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1145                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1146                 else
1147                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1148                 /*
1149                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1150                  * using the transient mapping.
1151                  */
1152                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1153                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1154                 if (tuned_nbuf)
1155                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1156         }
1157
1158         if (nswbuf == 0) {
1159                 /*
1160                  * Pager buffers are allocated for short periods, so scale the
1161                  * number of reserved buffers based on the number of CPUs rather
1162                  * than amount of memory.
1163                  */
1164                 nswbuf = min(nbuf / 4, 32 * mp_ncpus);
1165                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1166                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1167         }
1168
1169         /*
1170          * Reserve space for the buffer cache buffers
1171          */
1172         buf = (char *)v;
1173         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1174             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1175
1176         return (v);
1177 }
1178
1179 /*
1180  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1181  * references.
1182  */
1183 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1184
1185 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1186 void
1187 bufinit(void)
1188 {
1189         struct buf *bp;
1190         int i;
1191
1192         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1193             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1194             MAXBSIZE));
1195         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1196         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1197         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1198         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1199
1200         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1201
1202         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1203         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1204                 bp = nbufp(i);
1205                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1206                 bp->b_flags = B_INVAL;
1207                 bp->b_rcred = NOCRED;
1208                 bp->b_wcred = NOCRED;
1209                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1210                 bp->b_domain = -1;
1211                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1212                 bp->b_xflags = 0;
1213                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1214                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1215                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1216                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1217         }
1218
1219         /*
1220          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1221          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1222          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1223          * used by most other requests.  The differential is required to 
1224          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1225          *
1226          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1227          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1228          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1229          * PAGE_SIZE.
1230          */
1231         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1232         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1233         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1234         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1235
1236         /*
1237          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1238          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1239          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1240          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1241          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1242          * hirunningspace.
1243          */
1244         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1245             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1246         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1247
1248         /*
1249          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1250          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1251          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1252          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1253          * average (small) directories.
1254          */
1255         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1256
1257         /*
1258          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1259          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1260          */
1261         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1262         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1263         /*
1264          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1265          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1266          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1267          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1268          */
1269         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1270                 hidirtybuffers >>= 1;
1271         }
1272         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1273
1274         /*
1275          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1276          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1277          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1278          * on other cpus.
1279          *
1280          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1281          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1282          */
1283         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1284         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1285         numfreebuffers = nbuf;
1286
1287         /* Setup the kva and free list allocators. */
1288         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1289         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1290             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1291             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1292
1293         /*
1294          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1295          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1296          * concurrency but less accurate LRU.
1297          */
1298         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1299         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1300                 struct bufdomain *bd;
1301
1302                 bd = &bdomain[i];
1303                 bd_init(bd);
1304                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1305                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1306                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1307                 bd->bd_bufspace = 0;
1308                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1309                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1310                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1311                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1312                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1313                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1314                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1315                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1316                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1317                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1318         }
1319         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1320         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1321         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1322         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1323         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1324         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1325         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1326         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1327 }
1328
1329 #ifdef INVARIANTS
1330 static inline void
1331 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1332 {
1333
1334         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1335             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1336         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1337             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1338         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1339             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1340 }
1341
1342 static inline void
1343 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1344 {
1345
1346         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1347             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1348 }
1349
1350 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1351 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1352 #else
1353 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1354 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1355 #endif
1356
1357 static int
1358 isbufbusy(struct buf *bp)
1359 {
1360         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1361             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1362                 return (1);
1363         return (0);
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1368  */
1369 void
1370 bufshutdown(int show_busybufs)
1371 {
1372         static int first_buf_printf = 1;
1373         struct buf *bp;
1374         int i, iter, nbusy, pbusy;
1375 #ifndef PREEMPTION
1376         int subiter;
1377 #endif
1378
1379         /*
1380          * Sync filesystems for shutdown
1381          */
1382         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1383         kern_sync(curthread);
1384
1385         /*
1386          * With soft updates, some buffers that are
1387          * written will be remarked as dirty until other
1388          * buffers are written.
1389          */
1390         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1391                 nbusy = 0;
1392                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1393                         bp = nbufp(i);
1394                         if (isbufbusy(bp))
1395                                 nbusy++;
1396                 }
1397                 if (nbusy == 0) {
1398                         if (first_buf_printf)
1399                                 printf("All buffers synced.");
1400                         break;
1401                 }
1402                 if (first_buf_printf) {
1403                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1404                         first_buf_printf = 0;
1405                 }
1406                 printf("%d ", nbusy);
1407                 if (nbusy < pbusy)
1408                         iter = 0;
1409                 pbusy = nbusy;
1410
1411                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1412                 kern_sync(curthread);
1413
1414 #ifdef PREEMPTION
1415                 /*
1416                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1417                  */
1418                 DELAY(50000 * iter);
1419 #else
1420                 /*
1421                  * Context switch several times to allow interrupt
1422                  * threads to run.
1423                  */
1424                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1425                         thread_lock(curthread);
1426                         mi_switch(SW_VOL);
1427                         DELAY(1000);
1428                 }
1429 #endif
1430         }
1431         printf("\n");
1432         /*
1433          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1434          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1435          */
1436         nbusy = 0;
1437         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1438                 bp = nbufp(i);
1439                 if (isbufbusy(bp)) {
1440 #if 0
1441 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1442                         if (bp->b_dev == NULL) {
1443                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1444                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1445                                 continue;
1446                         }
1447 #endif
1448                         nbusy++;
1449                         if (show_busybufs > 0) {
1450                                 printf(
1451             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1452                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1453                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1454                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1455                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1456                                 if (show_busybufs > 1)
1457                                         vn_printf(bp->b_vp,
1458                                             "vnode content: ");
1459                         }
1460                 }
1461         }
1462         if (nbusy) {
1463                 /*
1464                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1465                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1466                  */
1467                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1468                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1469                 swapoff_all();
1470         } else {
1471                 if (!first_buf_printf)
1472                         printf("Final sync complete\n");
1473
1474                 /*
1475                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1476                  * the system as much as possible.  In particular, no
1477                  * I/O should be initiated from top levels since it
1478                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1479                  * erronously handled because other parts of the
1480                  * system are disabled.
1481                  *
1482                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1483                  * non-operational after unmount of the underlying
1484                  * filesystem.
1485                  */
1486                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1487                         swapoff_all();
1488                         vfs_unmountall();
1489                 }
1490         }
1491         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1492 }
1493
1494 static void
1495 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1496 {
1497
1498         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1499
1500         /*
1501          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1502          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1503          */
1504         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1505         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1506         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1507             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1508 }
1509
1510 static inline struct bufdomain *
1511 bufdomain(struct buf *bp)
1512 {
1513
1514         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1515 }
1516
1517 static struct bufqueue *
1518 bufqueue(struct buf *bp)
1519 {
1520
1521         switch (bp->b_qindex) {
1522         case QUEUE_NONE:
1523                 /* FALLTHROUGH */
1524         case QUEUE_SENTINEL:
1525                 return (NULL);
1526         case QUEUE_EMPTY:
1527                 return (&bqempty);
1528         case QUEUE_DIRTY:
1529                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1530         case QUEUE_CLEAN:
1531                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1532         default:
1533                 break;
1534         }
1535         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1540  */
1541 static struct bufqueue *
1542 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1543 {
1544         struct bufqueue *bq, *nbq;
1545
1546         /*
1547          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1548          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1549          * if the queues don't match.
1550          */
1551         bq = bufqueue(bp);
1552         BQ_LOCK(bq);
1553         for (;;) {
1554                 nbq = bufqueue(bp);
1555                 if (bq == nbq)
1556                         break;
1557                 BQ_UNLOCK(bq);
1558                 BQ_LOCK(nbq);
1559                 bq = nbq;
1560         }
1561         return (bq);
1562 }
1563
1564 /*
1565  *      binsfree:
1566  *
1567  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1568  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1569  */
1570 static void
1571 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1572 {
1573         struct bufdomain *bd;
1574         struct bufqueue *bq;
1575
1576         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1577             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1578         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1579
1580         /*
1581          * Handle delayed bremfree() processing.
1582          */
1583         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1584                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1585                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1586                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1587                         BUF_UNLOCK(bp);
1588                         return;
1589                 }
1590                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1591                 bq_remove(bq, bp);
1592                 BQ_UNLOCK(bq);
1593         }
1594         bd = bufdomain(bp);
1595         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1596                 if (bd->bd_lim != 0)
1597                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1598                 else
1599                         bq = bd->bd_cleanq;
1600         } else
1601                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1602         bq_insert(bq, bp, true);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * buf_free:
1607  *
1608  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1609  */
1610 static void
1611 buf_free(struct buf *bp)
1612 {
1613
1614         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1615                 bremfreef(bp);
1616         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1617                 panic("losing buffer 1");
1618         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1619                 crfree(bp->b_rcred);
1620                 bp->b_rcred = NOCRED;
1621         }
1622         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1623                 crfree(bp->b_wcred);
1624                 bp->b_wcred = NOCRED;
1625         }
1626         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1627                 buf_deallocate(bp);
1628         bufkva_free(bp);
1629         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1630         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1631         BUF_UNLOCK(bp);
1632         uma_zfree(buf_zone, bp);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * buf_import:
1637  *
1638  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1639  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1640  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1641  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1642  */
1643 static int
1644 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1645 {
1646         struct buf *bp;
1647         int i;
1648
1649         BQ_LOCK(&bqempty);
1650         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1651                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1652                 if (bp == NULL)
1653                         break;
1654                 bq_remove(&bqempty, bp);
1655                 store[i] = bp;
1656         }
1657         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1658
1659         return (i);
1660 }
1661
1662 /*
1663  * buf_release:
1664  *
1665  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1666  */
1667 static void
1668 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1669 {
1670         struct bufqueue *bq;
1671         struct buf *bp;
1672         int i;
1673
1674         bq = &bqempty;
1675         BQ_LOCK(bq);
1676         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1677                 bp = store[i];
1678                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1679                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1680                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1681                 bq->bq_len++;
1682                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1683         }
1684         BQ_UNLOCK(bq);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * buf_alloc:
1689  *
1690  *      Allocate an empty buffer header.
1691  */
1692 static struct buf *
1693 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1694 {
1695         struct buf *bp;
1696         int freebufs, error;
1697
1698         /*
1699          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1700          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1701          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1702          */
1703         bp = NULL;
1704         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1705         if (freebufs > 0)
1706                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1707         if (bp == NULL) {
1708                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1709                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1710                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1711                 return (NULL);
1712         }
1713         /*
1714          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1715          */
1716         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1717                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1718
1719         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1720         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1721             error));
1722         (void)error;
1723
1724         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1725             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1726         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1727             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1728         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1729             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1730         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1731             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1732         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1733         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1734         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1735
1736         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1737         bp->b_flags = 0;
1738         bp->b_ioflags = 0;
1739         bp->b_xflags = 0;
1740         bp->b_vflags = 0;
1741         bp->b_vp = NULL;
1742         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1743         bp->b_offset = NOOFFSET;
1744         bp->b_iodone = 0;
1745         bp->b_error = 0;
1746         bp->b_resid = 0;
1747         bp->b_bcount = 0;
1748         bp->b_npages = 0;
1749         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1750         bp->b_bufobj = NULL;
1751         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1752         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1753         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1754         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1755         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1756
1757         return (bp);
1758 }
1759
1760 /*
1761  *      buf_recycle:
1762  *
1763  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1764  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1765  *      defragmenting.
1766  */
1767 static int
1768 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1769 {
1770         struct bufqueue *bq;
1771         struct buf *bp, *nbp;
1772
1773         if (kva)
1774                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1775         nbp = NULL;
1776         bq = bd->bd_cleanq;
1777         BQ_LOCK(bq);
1778         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1779             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1780         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1781
1782         /*
1783          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1784          * depending.
1785          */
1786         while ((bp = nbp) != NULL) {
1787                 /*
1788                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1789                  * release the bqlock).
1790                  */
1791                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1792
1793                 /*
1794                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1795                  * some kva to reclaim.
1796                  */
1797                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1798                         continue;
1799
1800                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1801                         continue;
1802
1803                 /*
1804                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1805                  * accessed buffers.
1806                  */
1807                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1808                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1809                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1810                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1811                         BUF_UNLOCK(bp);
1812                         continue;
1813                 }
1814
1815                 /*
1816                  * Skip buffers with background writes in progress.
1817                  */
1818                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1819                         BUF_UNLOCK(bp);
1820                         continue;
1821                 }
1822
1823                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1824                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1825                     bp->b_qindex, bp));
1826                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1827                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1828                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1829                 /*
1830                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1831                  * the scan from this point on.
1832                  */
1833                 bq_remove(bq, bp);
1834                 BQ_UNLOCK(bq);
1835
1836                 /*
1837                  * Requeue the background write buffer with error and
1838                  * restart the scan.
1839                  */
1840                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1841                         bqrelse(bp);
1842                         BQ_LOCK(bq);
1843                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1844                         continue;
1845                 }
1846                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1847                 brelse(bp);
1848                 return (0);
1849         }
1850         bd->bd_wanted = 1;
1851         BQ_UNLOCK(bq);
1852
1853         return (ENOBUFS);
1854 }
1855
1856 /*
1857  *      bremfree:
1858  *
1859  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1860  *
1861  */
1862 void
1863 bremfree(struct buf *bp)
1864 {
1865
1866         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1867         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1868             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1869         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1870             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1871         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1872
1873         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1874 }
1875
1876 /*
1877  *      bremfreef:
1878  *
1879  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1880  *      it abuses the b_freelist pointer.
1881  */
1882 void
1883 bremfreef(struct buf *bp)
1884 {
1885         struct bufqueue *bq;
1886
1887         bq = bufqueue_acquire(bp);
1888         bq_remove(bq, bp);
1889         BQ_UNLOCK(bq);
1890 }
1891
1892 static void
1893 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1894 {
1895
1896         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1897         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1898         bq->bq_len = 0;
1899         bq->bq_index = qindex;
1900         bq->bq_subqueue = subqueue;
1901 }
1902
1903 static void
1904 bd_init(struct bufdomain *bd)
1905 {
1906         int i;
1907
1908         /* Per-CPU clean buf queues, plus one global queue. */
1909         bd->bd_subq = mallocarray(mp_maxid + 2, sizeof(struct bufqueue),
1910             M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1911         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1912         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1913         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1914         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1915                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1916                     "bufq clean subqueue lock");
1917         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1918 }
1919
1920 /*
1921  *      bq_remove:
1922  *
1923  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1924  *      correct qlock held.
1925  */
1926 static void
1927 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1928 {
1929
1930         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1931             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1932         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1933             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1934         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1935             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1936
1937         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1938         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1939                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1940         }
1941         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1942             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1943         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1944         bq->bq_len--;
1945         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1946         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1947 }
1948
1949 static void
1950 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1951 {
1952         struct buf *bp;
1953
1954         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1955         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1956                 BD_LOCK(bd);
1957                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1958                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1959                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1960                             b_freelist);
1961                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1962                 }
1963                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1964                 bq->bq_len = 0;
1965         }
1966         if (bd->bd_wanted) {
1967                 bd->bd_wanted = 0;
1968                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1969         }
1970         if (bq != bd->bd_cleanq)
1971                 BD_UNLOCK(bd);
1972 }
1973
1974 static int
1975 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1976 {
1977         struct bufqueue *bq;
1978         int flushed;
1979         int i;
1980
1981         if (bd->bd_lim == 0)
1982                 return (0);
1983         flushed = 0;
1984         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1985                 bq = &bd->bd_subq[i];
1986                 if (bq->bq_len == 0)
1987                         continue;
1988                 BQ_LOCK(bq);
1989                 bd_flush(bd, bq);
1990                 BQ_UNLOCK(bq);
1991                 flushed++;
1992         }
1993
1994         return (flushed);
1995 }
1996
1997 static void
1998 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1999 {
2000         struct bufdomain *bd;
2001
2002         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2003                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2004
2005         bd = bufdomain(bp);
2006         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2007                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2008                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2009                         bq = bd->bd_cleanq;
2010                 BQ_LOCK(bq);
2011                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2012         } else {
2013                 BQ_LOCK(bq);
2014                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2015         }
2016         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2017         bq->bq_len++;
2018         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2019         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2020
2021         /*
2022          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2023          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2024          */
2025         if (unlock)
2026                 BUF_UNLOCK(bp);
2027
2028         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2029                 /*
2030                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2031                  */
2032                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2033                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2034                         bd_flush(bd, bq);
2035         }
2036         BQ_UNLOCK(bq);
2037 }
2038
2039 /*
2040  *      bufkva_free:
2041  *
2042  *      Free the kva allocation for a buffer.
2043  *
2044  */
2045 static void
2046 bufkva_free(struct buf *bp)
2047 {
2048
2049 #ifdef INVARIANTS
2050         if (bp->b_kvasize == 0) {
2051                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2052                     bp->b_data == unmapped_buf,
2053                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2054         } else if (buf_mapped(bp))
2055                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2056         else
2057                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2058 #endif
2059         if (bp->b_kvasize == 0)
2060                 return;
2061
2062         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2063         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2064         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2065         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2066         bp->b_kvasize = 0;
2067 }
2068
2069 /*
2070  *      bufkva_alloc:
2071  *
2072  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2073  */
2074 static int
2075 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2076 {
2077         vm_offset_t addr;
2078         int error;
2079
2080         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2081             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2082         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2083         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2084             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2085
2086         bufkva_free(bp);
2087
2088         addr = 0;
2089         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2090         if (error != 0) {
2091                 /*
2092                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2093                  * to defragment the map.
2094                  */
2095                 return (error);
2096         }
2097         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2098         bp->b_kvasize = maxsize;
2099         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2100         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2101                 bp->b_data = unmapped_buf;
2102                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2103         } else {
2104                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2105                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2106         }
2107         return (0);
2108 }
2109
2110 /*
2111  *      bufkva_reclaim:
2112  *
2113  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2114  *      callback that fires to avoid returning failure.
2115  */
2116 static void
2117 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2118 {
2119         bool done;
2120         int q;
2121         int i;
2122
2123         done = false;
2124         for (i = 0; i < 5; i++) {
2125                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2126                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2127                                 done = true;
2128                 if (done)
2129                         break;
2130         }
2131         return;
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2136  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2137  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2138  */
2139 static void
2140 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2141     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2142 {
2143         struct buf *rabp;
2144         struct thread *td;
2145         int i;
2146
2147         td = curthread;
2148
2149         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2150                 if (inmem(vp, *rablkno))
2151                         continue;
2152                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2153                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2154                         brelse(rabp);
2155                         continue;
2156                 }
2157 #ifdef RACCT
2158                 if (racct_enable) {
2159                         PROC_LOCK(curproc);
2160                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2161                         PROC_UNLOCK(curproc);
2162                 }
2163 #endif /* RACCT */
2164                 td->td_ru.ru_inblock++;
2165                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2166                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2167                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2168                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2169                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2170                 }
2171                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2172                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2173                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2174                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2175                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2176                 BUF_KERNPROC(rabp);
2177                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2178                 bstrategy(rabp);
2179         }
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2184  *
2185  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2186  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2187  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2188  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2189  *
2190  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2191  *
2192  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2193  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2194  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2195  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2196  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2197  * for blkno and dblkno.
2198  */
2199 int
2200 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2201     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2202     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2203 {
2204         struct buf *bp;
2205         struct thread *td;
2206         int error, readwait, rv;
2207
2208         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2209         td = curthread;
2210         /*
2211          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2212          * are specified.
2213          */
2214         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2215         if (error != 0) {
2216                 *bpp = NULL;
2217                 return (error);
2218         }
2219         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2220             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2221             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2222         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2223         *bpp = bp;
2224
2225         /*
2226          * If not found in cache, do some I/O
2227          */
2228         readwait = 0;
2229         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2230 #ifdef RACCT
2231                 if (racct_enable) {
2232                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2233                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2234                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2235                 }
2236 #endif /* RACCT */
2237                 td->td_ru.ru_inblock++;
2238                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2239                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2240                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2241                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2242                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2243                 }
2244                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2245                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2246                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2247                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2248                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2249                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2250                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2251                 bstrategy(bp);
2252                 ++readwait;
2253         }
2254
2255         /*
2256          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2257          */
2258         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2259
2260         rv = 0;
2261         if (readwait) {
2262                 rv = bufwait(bp);
2263                 if (rv != 0) {
2264                         brelse(bp);
2265                         *bpp = NULL;
2266                 }
2267         }
2268         return (rv);
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2273  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2274  * is invalid.
2275  *
2276  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2277  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2278  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2279  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2280  * here.
2281  */
2282 int
2283 bufwrite(struct buf *bp)
2284 {
2285         int oldflags;
2286         struct vnode *vp;
2287         long space;
2288         int vp_md;
2289
2290         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2291         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2292                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2293                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2294                 brelse(bp);
2295                 return (ENXIO);
2296         }
2297         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2298                 brelse(bp);
2299                 return (0);
2300         }
2301
2302         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2303                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2304
2305         oldflags = bp->b_flags;
2306
2307         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2308             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2309
2310         vp = bp->b_vp;
2311         if (vp)
2312                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2313         else
2314                 vp_md = 0;
2315
2316         /*
2317          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2318          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2319          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2320          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2321          */
2322         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2323         bundirty(bp);
2324
2325         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2326         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2327         bp->b_flags |= B_CACHE;
2328         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2329
2330         vfs_busy_pages(bp, 1);
2331
2332         /*
2333          * Normal bwrites pipeline writes
2334          */
2335         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2336         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2337
2338 #ifdef RACCT
2339         if (racct_enable) {
2340                 PROC_LOCK(curproc);
2341                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2342                 PROC_UNLOCK(curproc);
2343         }
2344 #endif /* RACCT */
2345         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2346         if (oldflags & B_ASYNC)
2347                 BUF_KERNPROC(bp);
2348         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2349         buf_track(bp, __func__);
2350         bstrategy(bp);
2351
2352         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2353                 int rtval = bufwait(bp);
2354                 brelse(bp);
2355                 return (rtval);
2356         } else if (space > hirunningspace) {
2357                 /*
2358                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2359                  * system.  We will not deadlock here because
2360                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2361                  * to complete. We do not block here if it is the update
2362                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2363                  * to deadlock.
2364                  */
2365                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2366                         waitrunningbufspace();
2367         }
2368
2369         return (0);
2370 }
2371
2372 void
2373 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2374 {
2375         struct buf *nbp;
2376         struct bufdomain *bd;
2377
2378         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2379         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2380                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2381                 altbufferflushes++;
2382         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2383                 BO_LOCK(bo);
2384                 /*
2385                  * Try to find a buffer to flush.
2386                  */
2387                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2388                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2389                             BUF_LOCK(nbp,
2390                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2391                                 continue;
2392                         if (bp == nbp)
2393                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2394                         BO_UNLOCK(bo);
2395                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2396                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2397                                 BO_LOCK(bo);
2398                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2399                                 continue;
2400                         }
2401                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2402                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2403                         } else {
2404                                 bremfree(nbp);
2405                                 bawrite(nbp);
2406                         }
2407                         dirtybufferflushes++;
2408                         break;
2409                 }
2410                 if (nbp == NULL)
2411                         BO_UNLOCK(bo);
2412         }
2413 }
2414
2415 /*
2416  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2417  * anything if the buffer is marked invalid.
2418  *
2419  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2420  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2421  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2422  * out synchronously.
2423  */
2424 void
2425 bdwrite(struct buf *bp)
2426 {
2427         struct thread *td = curthread;
2428         struct vnode *vp;
2429         struct bufobj *bo;
2430
2431         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2432         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2433         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2434             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2435
2436         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2437                 brelse(bp);
2438                 return;
2439         }
2440
2441         /*
2442          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2443          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2444          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2445          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2446          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2447          */
2448         vp = bp->b_vp;
2449         bo = bp->b_bufobj;
2450         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2451                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2452                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2453                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2454         } else
2455                 recursiveflushes++;
2456
2457         bdirty(bp);
2458         /*
2459          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2460          * true even of NFS now.
2461          */
2462         bp->b_flags |= B_CACHE;
2463
2464         /*
2465          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2466          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2467          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2468          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2469          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2470          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2471          * the bmap then...  So, this is important to do.
2472          */
2473         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2474                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2475         }
2476
2477         buf_track(bp, __func__);
2478
2479         /*
2480          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2481          * pages.
2482          *
2483          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2484          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2485          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2486          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2487          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2488          * or perhaps the cluster will be completed.
2489          */
2490         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2491         bqrelse(bp);
2492
2493         /*
2494          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2495          * due to the softdep code.
2496          */
2497 }
2498
2499 /*
2500  *      bdirty:
2501  *
2502  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2503  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2504  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2505  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2506  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2507  *
2508  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2509  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2510  *      should only be called if the buffer is known-good.
2511  *
2512  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2513  *      count.
2514  *
2515  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2516  */
2517 void
2518 bdirty(struct buf *bp)
2519 {
2520
2521         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2522             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2523         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2524         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2525             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2526         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2527         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2528
2529         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2530                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2531                 reassignbuf(bp);
2532                 bdirtyadd(bp);
2533         }
2534 }
2535
2536 /*
2537  *      bundirty:
2538  *
2539  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2540  *
2541  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2542  *      count.
2543  *
2544  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2545  */
2546
2547 void
2548 bundirty(struct buf *bp)
2549 {
2550
2551         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2552         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2553         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2554             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2555
2556         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2557                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2558                 reassignbuf(bp);
2559                 bdirtysub(bp);
2560         }
2561         /*
2562          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2563          */
2564         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2565 }
2566
2567 /*
2568  *      bawrite:
2569  *
2570  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2571  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2572  *
2573  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2574  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2575  */
2576 void
2577 bawrite(struct buf *bp)
2578 {
2579
2580         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2581         (void) bwrite(bp);
2582 }
2583
2584 /*
2585  *      babarrierwrite:
2586  *
2587  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2588  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2589  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2590  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2591  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2592  */
2593 void
2594 babarrierwrite(struct buf *bp)
2595 {
2596
2597         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2598         (void) bwrite(bp);
2599 }
2600
2601 /*
2602  *      bbarrierwrite:
2603  *
2604  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2605  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2606  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2607  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2608  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2609  */
2610 int
2611 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2612 {
2613
2614         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2615         return (bwrite(bp));
2616 }
2617
2618 /*
2619  *      bwillwrite:
2620  *
2621  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2622  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2623  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2624  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2625  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2626  */
2627 void
2628 bwillwrite(void)
2629 {
2630
2631         if (buf_dirty_count_severe()) {
2632                 mtx_lock(&bdirtylock);
2633                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2634                         bdirtywait = 1;
2635                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2636                             "flswai", 0);
2637                 }
2638                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2639         }
2640 }
2641
2642 /*
2643  * Return true if we have too many dirty buffers.
2644  */
2645 int
2646 buf_dirty_count_severe(void)
2647 {
2648
2649         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2650 }
2651
2652 /*
2653  *      brelse:
2654  *
2655  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2656  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2657  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2658  */
2659 void
2660 brelse(struct buf *bp)
2661 {
2662         struct mount *v_mnt;
2663         int qindex;
2664
2665         /*
2666          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2667          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2668          */
2669         if (bp == NULL)
2670                 return;
2671         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2672             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2673         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2674             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2675         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2676             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2677
2678         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2679                 /*
2680                  * Do not process, in particular, do not handle the
2681                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2682                  */
2683                 BUF_UNLOCK(bp);
2684                 return;
2685         }
2686
2687         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2688                 bqrelse(bp);
2689                 return;
2690         }
2691
2692         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2693                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2694         } else {
2695                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2696                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2697         }
2698
2699         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2700                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2701                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2702                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2703                 bdirty(bp);
2704         }
2705
2706         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2707             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2708                 /*
2709                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2710                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2711                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2712                  * freed.
2713                  */
2714                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2715                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2716         }
2717
2718         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2719             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2720             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2721                 /*
2722                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2723                  * means the device is gone) are treated as being
2724                  * transient.
2725                  *
2726                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2727                  * contract with the local storage device drivers is that
2728                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2729                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2730                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2731                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2732                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2733                  * this entire case should be made obsolete through better
2734                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2735                  *
2736                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2737                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2738                  * to access the buffer to untangle them.
2739                  *
2740                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2741                  */
2742                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2743                 bdirty(bp);
2744         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2745             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2746                 /*
2747                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2748                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2749                  * no longer present.
2750                  */
2751                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2752                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2753                         buf_deallocate(bp);
2754                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2755                         bdirtysub(bp);
2756                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2757                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2758                         allocbuf(bp, 0);
2759                         if (bp->b_vp)
2760                                 brelvp(bp);
2761                 }
2762         }
2763
2764         /*
2765          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2766          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2767          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2768          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2769          * 
2770          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2771          * if B_DELWRI is set.
2772          */
2773         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2774                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2775
2776         /*
2777          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2778          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2779          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2780          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2781          *
2782          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2783          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2784          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2785          *
2786          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2787          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2788          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2789          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2790          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2791          * background write.
2792          */
2793
2794         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2795
2796         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2797             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2798             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2799             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2800                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2801                 allocbuf(bp, 0);
2802         }
2803
2804         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2805             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2806                 allocbuf(bp, 0);
2807                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2808                 if (bp->b_vp != NULL)
2809                         brelvp(bp);
2810         }
2811
2812         /*
2813          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2814          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2815          * doesn't find it.
2816          */
2817         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2818             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2819                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2820         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2821                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2822                         bundirty(bp);
2823                 if (bp->b_vp)
2824                         brelvp(bp);
2825         }
2826
2827         buf_track(bp, __func__);
2828
2829         /* buffers with no memory */
2830         if (bp->b_bufsize == 0) {
2831                 buf_free(bp);
2832                 return;
2833         }
2834         /* buffers with junk contents */
2835         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2836             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2837                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2838                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2839                         panic("losing buffer 2");
2840                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2841                 bp->b_flags |= B_AGE;
2842         /* remaining buffers */
2843         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2844                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2845         else
2846                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2847
2848         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2849                 panic("brelse: not dirty");
2850
2851         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2852         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2853         /* binsfree unlocks bp. */
2854         binsfree(bp, qindex);
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2859  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2860  *
2861  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2862  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2863  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2864  * again soon.
2865  *
2866  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2867  */
2868 void
2869 bqrelse(struct buf *bp)
2870 {
2871         int qindex;
2872
2873         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2874         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2875             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2876
2877         qindex = QUEUE_NONE;
2878         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2879                 /* do not release to free list */
2880                 BUF_UNLOCK(bp);
2881                 return;
2882         }
2883         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2884         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2885
2886         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2887                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2888         } else {
2889                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2890                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2891         }
2892
2893         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2894                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2895                         bremfreef(bp);
2896                 goto out;
2897         }
2898
2899         /* buffers with stale but valid contents */
2900         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2901             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2902                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2903                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2904                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2905                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2906         } else {
2907                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2908                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2909                         panic("bqrelse: not dirty");
2910                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2911                         brelse(bp);
2912                         return;
2913                 }
2914                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2915         }
2916         buf_track(bp, __func__);
2917         /* binsfree unlocks bp. */
2918         binsfree(bp, qindex);
2919         return;
2920
2921 out:
2922         buf_track(bp, __func__);
2923         /* unlock */
2924         BUF_UNLOCK(bp);
2925 }
2926
2927 /*
2928  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2929  * restore bogus pages.
2930  */
2931 static void
2932 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2933 {
2934         vm_ooffset_t foff;
2935         vm_page_t m;
2936         vm_object_t obj;
2937         struct vnode *vp __unused;
2938         int i, iosize, resid;
2939         bool bogus;
2940
2941         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2942         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2943             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2944             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2945
2946         vp = bp->b_vp;
2947         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2948         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2949
2950         foff = bp->b_offset;
2951         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2952             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2953
2954         bogus = false;
2955         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2956         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2957                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2958                 if (resid > iosize)
2959                         resid = iosize;
2960
2961                 /*
2962                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2963                  */
2964                 m = bp->b_pages[i];
2965                 if (m == bogus_page) {
2966                         bogus = true;
2967                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2968                         if (m == NULL)
2969                                 panic("biodone: page disappeared!");
2970                         bp->b_pages[i] = m;
2971                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2972                         /*
2973                          * In the write case, the valid and clean bits are
2974                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2975                          * only need to do this here in the read case.
2976                          */
2977                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2978                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2979                             "has unexpected dirty bits", m));
2980                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2981                 }
2982                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2983                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2984                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2985
2986                 vm_page_sunbusy(m);
2987                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2988                 iosize -= resid;
2989         }
2990         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2991         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2992                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2993                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2994                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2995         }
2996 }
2997
2998 /*
2999  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
3000  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3001  */
3002 static void
3003 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3004 {
3005         vm_object_t obj;
3006         vm_page_t m;
3007         int flags, i, resid, poffset, presid;
3008
3009         if (buf_mapped(bp)) {
3010                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3011                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3012         } else
3013                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3014         /*
3015          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3016          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3017          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3018          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3019          *
3020          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3021          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3022          * m->dirty, etc...). 
3023          *
3024          * See man buf(9) for more information
3025          */
3026         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3027         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3028         resid = bp->b_bufsize;
3029         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3030         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3031         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3032                 m = bp->b_pages[i];
3033                 if (m == bogus_page)
3034                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3035                 bp->b_pages[i] = NULL;
3036
3037                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3038                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3039                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3040                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3041                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3042                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3043                 vm_page_sunbusy(m);
3044                 vm_page_release_locked(m, flags);
3045                 resid -= presid;
3046                 poffset = 0;
3047         }
3048         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3049         bp->b_npages = 0;
3050 }
3051
3052 /*
3053  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3054  */
3055 static void
3056 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3057 {
3058         vm_object_t obj;
3059         vm_page_t m;
3060         int flags, i;
3061
3062         if (bp->b_npages == desiredpages)
3063                 return;
3064
3065         if (buf_mapped(bp)) {
3066                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3067                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3068                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3069         } else
3070                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3071
3072         /*
3073          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3074          */
3075         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3076         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3077                 flags |= VPR_TRYFREE;
3078                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3079                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3080         } else {
3081                 obj = NULL;
3082         }
3083         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3084                 m = bp->b_pages[i];
3085                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3086                 bp->b_pages[i] = NULL;
3087                 if (obj != NULL)
3088                         vm_page_release_locked(m, flags);
3089                 else
3090                         vm_page_release(m, flags);
3091         }
3092         if (obj != NULL)
3093                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3094         bp->b_npages = desiredpages;
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3099  */
3100 static void
3101 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3102 {
3103         /*
3104          * We are growing the buffer, possibly in a 
3105          * byte-granular fashion.
3106          */
3107         vm_object_t obj;
3108         vm_offset_t toff;
3109         vm_offset_t tinc;
3110         vm_page_t m;
3111
3112         /*
3113          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3114          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3115          * are not valid for the range covered by the buffer.
3116          */
3117         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3118         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3119                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3120                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3121                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3122
3123                 /*
3124                  * We must allocate system pages since blocking
3125                  * here could interfere with paging I/O, no
3126                  * matter which process we are.
3127                  *
3128                  * Only exclusive busy can be tested here.
3129                  * Blocking on shared busy might lead to
3130                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3131                  * pages are vfs_busy_pages().
3132                  */
3133                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3134                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3135                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3136                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3137                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3138                 bp->b_npages = desiredpages;
3139         }
3140
3141         /*
3142          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3143          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3144          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3145          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3146          * aligned range ( newbsize ).
3147          *
3148          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3149          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3150          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3151          * fails with NFS if the server or some other client
3152          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3153          * B_CACHE may remain set! XXX
3154          */
3155         toff = bp->b_bcount;
3156         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3157         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3158                 vm_pindex_t pi;
3159
3160                 if (tinc > (size - toff))
3161                         tinc = size - toff;
3162                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3163                 m = bp->b_pages[pi];
3164                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3165                 toff += tinc;
3166                 tinc = PAGE_SIZE;
3167         }
3168
3169         /*
3170          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3171          */
3172         if (buf_mapped(bp))
3173                 bpmap_qenter(bp);
3174         else
3175                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3176 }
3177
3178 /*
3179  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3180  * write.
3181  */
3182 static int
3183 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3184 {
3185         struct buf *bpa;
3186         int match;
3187
3188         match = 0;
3189
3190         /* If the buf isn't in core skip it */
3191         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3192                 return (0);
3193
3194         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3195         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3196                 return (0);
3197
3198         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3199         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3200             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3201                 goto done;
3202
3203         if (bpa->b_bufsize != size)
3204                 goto done;
3205
3206         /*
3207          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3208          * block has been mapped.
3209          */
3210         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3211                 match = 1;
3212 done:
3213         BUF_UNLOCK(bpa);
3214         return (match);
3215 }
3216
3217 /*
3218  *      vfs_bio_awrite:
3219  *
3220  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3221  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3222  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3223  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3224  */
3225 int
3226 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3227 {
3228         struct bufobj *bo;
3229         int i;
3230         int j;
3231         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3232         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3233         int ncl;
3234         int nwritten;
3235         int size;
3236         int maxcl;
3237         int gbflags;
3238
3239         bo = &vp->v_bufobj;
3240         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3241         /*
3242          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3243          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3244          * rather then at the beginning.
3245          */
3246         if ((vp->v_type == VREG) && 
3247             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3248             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3249                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3250                 maxcl = maxphys / size;
3251
3252                 BO_RLOCK(bo);
3253                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3254                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3255                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3256                                 break;
3257
3258                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3259                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3260                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3261                                 break;
3262                 BO_RUNLOCK(bo);
3263                 --j;
3264                 ncl = i + j;
3265                 /*
3266                  * this is a possible cluster write
3267                  */
3268                 if (ncl != 1) {
3269                         BUF_UNLOCK(bp);
3270                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3271                             gbflags);
3272                         return (nwritten);
3273                 }
3274         }
3275         bremfree(bp);
3276         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3277         /*
3278          * default (old) behavior, writing out only one block
3279          *
3280          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3281          */
3282         nwritten = bp->b_bufsize;
3283         (void) bwrite(bp);
3284
3285         return (nwritten);
3286 }
3287
3288 /*
3289  *      getnewbuf_kva:
3290  *
3291  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3292  */
3293 static int
3294 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3295 {
3296
3297         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3298                 /*
3299                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3300                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3301                  */
3302                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3303
3304                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3305                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3306                         return (ENOSPC);
3307         }
3308         return (0);
3309 }
3310
3311 /*
3312  *      getnewbuf:
3313  *
3314  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3315  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3316  *
3317  *      We block if:
3318  *              We have insufficient buffer headers
3319  *              We have insufficient buffer space
3320  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3321  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3322  *
3323  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3324  *      allocbuf() is called.
3325  */
3326 static struct buf *
3327 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3328 {
3329         struct bufdomain *bd;
3330         struct buf *bp;
3331         bool metadata, reserved;
3332
3333         bp = NULL;
3334         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3335             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3336         if (!unmapped_buf_allowed)
3337                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3338
3339         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3340             vp->v_type == VCHR)
3341                 metadata = true;
3342         else
3343                 metadata = false;
3344         if (vp == NULL)
3345                 bd = &bdomain[0];
3346         else
3347                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3348
3349         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3350         reserved = false;
3351         do {
3352                 if (reserved == false &&
3353                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3354                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3355                         continue;
3356                 }
3357                 reserved = true;
3358                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3359                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3360                         continue;
3361                 }
3362                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3363                         return (bp);
3364                 break;
3365         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3366
3367         if (reserved)
3368                 bufspace_release(bd, maxsize);
3369         if (bp != NULL) {
3370                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3371                 brelse(bp);
3372         }
3373         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3374
3375         return (NULL);
3376 }
3377
3378 /*
3379  *      buf_daemon:
3380  *
3381  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3382  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3383  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3384  */
3385 static struct kproc_desc buf_kp = {
3386         "bufdaemon",
3387         buf_daemon,
3388         &bufdaemonproc
3389 };
3390 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3391
3392 static int
3393 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3394 {
3395         int flushed;
3396
3397         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3398         if (flushed == 0) {
3399                 /*
3400                  * Could not find any buffers without rollback
3401                  * dependencies, so just write the first one
3402                  * in the hopes of eventually making progress.
3403                  */
3404                 if (vp != NULL && target > 2)
3405                         target /= 2;
3406                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3407         }
3408         return (flushed);
3409 }
3410
3411 static void
3412 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3413 {
3414         int error;
3415
3416         if (KERNEL_PANICKED())
3417                 return;
3418
3419         mtx_lock(&bdlock);
3420         bd_shutdown = true;
3421         wakeup(&bd_request);
3422         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3423             60 * hz);
3424         mtx_unlock(&bdlock);
3425         if (error != 0)
3426                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3427 }
3428
3429 static void
3430 buf_daemon(void)
3431 {
3432         struct bufdomain *bd;
3433         int speedupreq;
3434         int lodirty;
3435         int i;
3436
3437         /*
3438          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3439          */
3440         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3441             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3442
3443         /*
3444          * Start the buf clean daemons as children threads.
3445          */
3446         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3447                 int error;
3448
3449                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3450                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3451                 if (error)
3452                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3453         }
3454
3455         /*
3456          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3457          */
3458         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3459         mtx_lock(&bdlock);
3460         while (!bd_shutdown) {
3461                 bd_request = 0;
3462                 mtx_unlock(&bdlock);
3463
3464                 /*
3465                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3466                  * requests.
3467                  */
3468                 speedupreq = bd_speedupreq;
3469                 bd_speedupreq = 0;
3470
3471                 /*
3472                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3473                  * the speedup request.
3474                  */
3475                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3476                         bd = &bdomain[i];
3477                         if (speedupreq)
3478                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3479                         else
3480                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3481                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3482                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3483                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3484                                         break;
3485                                 kern_yield(PRI_USER);
3486                         }
3487                 }
3488
3489                 /*
3490                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3491                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3492                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3493                  * built up, within reason.
3494                  *
3495                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3496                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3497                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3498                  */
3499                 mtx_lock(&bdlock);
3500                 if (bd_shutdown)
3501                         break;
3502                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3503                         /*
3504                          * We reached our low water mark, reset the
3505                          * request and sleep until we are needed again.
3506                          * The sleep is just so the suspend code works.
3507                          */
3508                         bd_request = 0;
3509                         /*
3510                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3511                          * changed via sysctl and the explicit transition
3512                          * out of shortfall was missed.
3513                          */
3514                         bdirtywakeup();
3515                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3516                                 runningwakeup();
3517                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3518                 } else {
3519                         /*
3520                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3521                          * still have too many dirty buffers, we
3522                          * have to sleep and try again.  (rare)
3523                          */
3524                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3525                 }
3526         }
3527         wakeup(&bd_shutdown);
3528         mtx_unlock(&bdlock);
3529         kthread_exit();
3530 }
3531
3532 /*
3533  *      flushbufqueues:
3534  *
3535  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3536  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3537  *      particularly sensitive to.
3538  */
3539 static int flushwithdeps = 0;
3540 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3541     &flushwithdeps, 0,
3542     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3543
3544 static int
3545 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3546     int flushdeps)
3547 {
3548         struct bufqueue *bq;
3549         struct buf *sentinel;
3550         struct vnode *vp;
3551         struct mount *mp;
3552         struct buf *bp;
3553         int hasdeps;
3554         int flushed;
3555         int error;
3556         bool unlock;
3557
3558         flushed = 0;
3559         bq = &bd->bd_dirtyq;
3560         bp = NULL;
3561         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3562         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3563         BQ_LOCK(bq);
3564         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3565         BQ_UNLOCK(bq);
3566         while (flushed != target) {
3567                 maybe_yield();
3568                 BQ_LOCK(bq);
3569                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3570                 if (bp != NULL) {
3571                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3572                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3573                             b_freelist);
3574                 } else {
3575                         BQ_UNLOCK(bq);
3576                         break;
3577                 }
3578                 /*
3579                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3580                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3581                  *
3582                  * Only flush the buffers that belong to the
3583                  * vnode locked by the curthread.
3584                  */
3585                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3586                     bp->b_vp != lvp)) {
3587                         BQ_UNLOCK(bq);
3588                         continue;
3589                 }
3590                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3591                 BQ_UNLOCK(bq);
3592                 if (error != 0)
3593                         continue;
3594
3595                 /*
3596                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3597                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3598                  */
3599                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3600                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3601                         BUF_UNLOCK(bp);
3602                         continue;
3603                 }
3604                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3605                         bremfreef(bp);
3606                         brelse(bp);
3607                         flushed++;
3608                         continue;
3609                 }
3610
3611                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3612                         if (flushdeps == 0) {
3613                                 BUF_UNLOCK(bp);
3614                                 continue;
3615                         }
3616                         hasdeps = 1;
3617                 } else
3618                         hasdeps = 0;
3619                 /*
3620                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3621                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3622                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3623                  * system.
3624                  *
3625                  * The lock order here is the reverse of the normal
3626                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3627                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3628                  */
3629                 vp = bp->b_vp;
3630                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3631                         BUF_UNLOCK(bp);
3632                         continue;
3633                 }
3634                 if (lvp == NULL) {
3635                         unlock = true;
3636                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3637                 } else {
3638                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3639                         unlock = false;
3640                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3641                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3642                 }
3643                 if (error == 0) {
3644                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3645                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3646                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3647                                 vfs_bio_awrite(bp);
3648                         } else {
3649                                 bremfree(bp);
3650                                 bwrite(bp);
3651                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3652                         }
3653                         vn_finished_write(mp);
3654                         if (unlock)
3655                                 VOP_UNLOCK(vp);
3656                         flushwithdeps += hasdeps;
3657                         flushed++;
3658
3659                         /*
3660                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3661                          * vnode lock leads to deadlock.
3662                          */
3663                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3664                             runningbufspace > hirunningspace)
3665                                 waitrunningbufspace();
3666                         continue;
3667                 }
3668                 vn_finished_write(mp);
3669                 BUF_UNLOCK(bp);
3670         }
3671         BQ_LOCK(bq);
3672         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3673         BQ_UNLOCK(bq);
3674         free(sentinel, M_TEMP);
3675         return (flushed);
3676 }
3677
3678 /*
3679  * Check to see if a block is currently memory resident.
3680  */
3681 struct buf *
3682 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3683 {
3684         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3685 }
3686
3687 /*
3688  * Returns true if no I/O is needed to access the
3689  * associated VM object.  This is like incore except
3690  * it also hunts around in the VM system for the data.
3691  */
3692 bool
3693 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3694 {
3695         vm_object_t obj;
3696         vm_offset_t toff, tinc, size;
3697         vm_page_t m, n;
3698         vm_ooffset_t off;
3699         int valid;
3700
3701         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3702
3703         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3704                 return (true);
3705         if (vp->v_mount == NULL)
3706                 return (false);
3707         obj = vp->v_object;
3708         if (obj == NULL)
3709                 return (false);
3710
3711         size = PAGE_SIZE;
3712         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3713                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3714         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3715
3716         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3717                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3718 recheck:
3719                 if (m == NULL)
3720                         return (false);
3721
3722                 tinc = size;
3723                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3724                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3725                 /*
3726                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3727                  * during the check.
3728                  */
3729                 valid = vm_page_is_valid(m,
3730                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3731                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3732                 if (m != n) {
3733                         m = n;
3734                         goto recheck;
3735                 }
3736                 if (!valid)
3737                         return (false);
3738         }
3739         return (true);
3740 }
3741
3742 /*
3743  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3744  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3745  * to the size of the buffer.
3746  *
3747  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3748  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3749  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3750  *
3751  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3752  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3753  */
3754 static void
3755 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3756 {
3757         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3758         vm_page_t m;
3759         int i;
3760
3761         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3762                 return;
3763
3764         foff = bp->b_offset;
3765         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3766             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3767
3768         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3769         vfs_setdirty_range(bp);
3770         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3771                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3772                 eoff = noff;
3773                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3774                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3775                 m = bp->b_pages[i];
3776                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3777                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3778                 foff = noff;
3779         }
3780         vfs_busy_pages_release(bp);
3781 }
3782
3783 static void
3784 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3785 {
3786         vm_offset_t boffset;
3787         vm_offset_t eoffset;
3788         int i;
3789
3790         /*
3791          * test the pages to see if they have been modified directly
3792          * by users through the VM system.
3793          */
3794         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3795                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3796
3797         /*
3798          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3799          * (eoffset - boffset) bytes.
3800          */
3801
3802         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3803                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3804                         break;
3805         }
3806         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3807
3808         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3809                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3810                         break;
3811                 }
3812         }
3813         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3814
3815         /*
3816          * Fit it to the buffer.
3817          */
3818
3819         if (eoffset > bp->b_bcount)
3820                 eoffset = bp->b_bcount;
3821
3822         /*
3823          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3824          * dirty range.
3825          */
3826
3827         if (boffset < eoffset) {
3828                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3829                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3830                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3831                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3832         }
3833 }
3834
3835 /*
3836  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3837  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3838  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3839  */
3840 static void
3841 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3842 {
3843         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3844         off_t offset;
3845
3846         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3847             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3848         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3849             bp->b_data == unmapped_buf &&
3850             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3851         if (!need_mapping && !need_kva)
3852                 return;
3853
3854         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3855
3856         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3857                 /*
3858                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3859                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3860                  * allocated space.
3861                  */
3862                 goto has_addr;
3863         }
3864
3865         /*
3866          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3867          * if the buffer was mapped.
3868          */
3869         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3870         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3871         offset = blkno * bsize;
3872         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3873         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3874
3875         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3876                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3877                         /*
3878                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3879                          * succeed, not sure what else to do.
3880                          */
3881                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3882                 }
3883                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3884                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3885         }
3886 has_addr:
3887         if (need_mapping) {
3888                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3889                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3890                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3891                 bpmap_qenter(bp);
3892         }
3893 }
3894
3895 struct buf *
3896 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3897     int flags)
3898 {
3899         struct buf *bp;
3900         int error;
3901
3902         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3903         if (error != 0)
3904                 return (NULL);
3905         return (bp);
3906 }
3907
3908 /*
3909  *      getblkx:
3910  *
3911  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3912  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3913  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3914  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3915  *      READ.
3916  *
3917  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3918  *      an existing buffer.
3919  *
3920  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3921  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3922  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3923  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3924  *
3925  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3926  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3927  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3928  *      backing VM.
3929  *
3930  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3931  *      B_CACHE bit is clear.
3932  *
3933  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3934  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3935  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3936  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3937  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3938  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3939  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3940  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3941  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3942  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3943  *
3944  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3945  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3946  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3947  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3948  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3949  *      for blkno and dblkno.
3950  */
3951 int
3952 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3953     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3954 {
3955         struct buf *bp;
3956         struct bufobj *bo;
3957         daddr_t d_blkno;
3958         int bsize, error, maxsize, vmio;
3959         off_t offset;
3960
3961         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3962         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3963             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3964         if (vp->v_type != VCHR)
3965                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3966         if (size > maxbcachebuf)
3967                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3968                     maxbcachebuf);
3969         if (!unmapped_buf_allowed)
3970                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3971
3972         bo = &vp->v_bufobj;
3973         d_blkno = dblkno;
3974
3975         /* Attempt lockless lookup first. */
3976         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3977         if (bp == NULL)
3978                 goto newbuf_unlocked;
3979
3980         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3981             0);
3982         if (error != 0)
3983                 goto loop;
3984
3985         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3986         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3987                 goto foundbuf_fastpath;
3988
3989         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3990         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3991
3992 loop:
3993         BO_RLOCK(bo);
3994         bp = gbincore(bo, blkno);
3995         if (bp != NULL) {
3996                 int lockflags;
3997
3998                 /*
3999                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4000                  * it must be on a queue.
4001                  */
4002                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4003                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4004 #ifdef WITNESS
4005                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4006 #endif
4007
4008                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4009                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4010
4011                 /*
4012                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4013                  * the buffer changed identities.
4014                  */
4015                 if (error == ENOLCK)
4016                         goto loop;
4017                 /* We timed out or were interrupted. */
4018                 else if (error != 0)
4019                         return (error);
4020
4021 foundbuf_fastpath:
4022                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4023                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4024                         goto end;
4025
4026                 /*
4027                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4028                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4029                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4030                  * backing VM cache.
4031                  */
4032                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4033                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4034                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4035                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4036                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4037                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4038                 else
4039                         bremfree(bp);
4040
4041                 /*
4042                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4043                  */
4044                 if (bp->b_bcount != size) {
4045                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4046                             (size > bp->b_kvasize)) {
4047                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4048                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4049                                         bwrite(bp);
4050                                 } else {
4051                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4052                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4053                                                 brelse(bp);
4054                                         } else {
4055                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4056                                                 bwrite(bp);
4057                                         }
4058                                 }
4059                                 goto loop;
4060                         }
4061                 }
4062
4063                 /*
4064                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4065                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4066                  * reservation is requested.
4067                  */
4068                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4069
4070                 /*
4071                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4072                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4073                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4074                  * unchanged from its previous state.
4075                  */
4076                 allocbuf(bp, size);
4077
4078                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4079                     ("getblk: no buffer offset"));
4080
4081                 /*
4082                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4083                  * be committed before we can return the buffer in
4084                  * order to prevent the caller from issuing a read
4085                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4086                  * it.
4087                  *
4088                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4089                  * operate properly either because they assume they
4090                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4091                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4092                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4093                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4094                  * preventing further loops.
4095                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4096                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4097                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4098                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4099                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4100                  * after the write.
4101                  *
4102                  * We might be able to do something fancy, like setting
4103                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4104                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4105                  * confusing.  This is much easier.
4106                  */
4107
4108                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4109                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4110                         bwrite(bp);
4111                         goto loop;
4112                 }
4113                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4114         } else {
4115                 /*
4116                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4117                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4118                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4119                  */
4120                 BO_RUNLOCK(bo);
4121 newbuf_unlocked:
4122                 /*
4123                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4124                  * here.
4125                  */
4126                 if (flags & GB_NOCREAT)
4127                         return (EEXIST);
4128
4129                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4130                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4131                 offset = blkno * bsize;
4132                 vmio = vp->v_object != NULL;
4133                 if (vmio) {
4134                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4135                 } else {
4136                         maxsize = size;
4137                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4138                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4139                 }
4140                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4141                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4142                     !vn_isdisk(vp)) {
4143                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4144                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4145                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4146                             vp));
4147                         if (error != 0)
4148                                 return (error);
4149                         if (d_blkno == -1)
4150                                 return (EJUSTRETURN);
4151                 }
4152
4153                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4154                 if (bp == NULL) {
4155                         if (slpflag || slptimeo)
4156                                 return (ETIMEDOUT);
4157                         /*
4158                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4159                          * enough to work under very low memory conditions.
4160                          *
4161                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4162                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4163                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4164                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4165                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4166                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4167                          * This never happens because we never yield.
4168                          *
4169                          * The real solution is to identify and fix these cases
4170                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4171                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4172                          */
4173                         kern_yield(PRI_USER);
4174                         goto loop;
4175                 }
4176
4177                 /*
4178                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4179                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4180                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4181                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4182                  * throw away the one we just created.
4183                  *
4184                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4185                  * with the vp especially considering limitations in
4186                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4187                  * lblkno's.
4188                  */
4189                 BO_LOCK(bo);
4190                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4191                         BO_UNLOCK(bo);
4192                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4193                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4194                         brelse(bp);
4195                         goto loop;
4196                 }
4197
4198                 /*
4199                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4200                  * be found by incore.
4201                  */
4202                 bp->b_lblkno = blkno;
4203                 bp->b_blkno = d_blkno;
4204                 bp->b_offset = offset;
4205                 bgetvp(vp, bp);
4206                 BO_UNLOCK(bo);
4207
4208                 /*
4209                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4210                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4211                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4212                  * backing store for validity.
4213                  */
4214
4215                 if (vmio) {
4216                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4217                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4218                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4219                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4220                 } else {
4221                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4222                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4223                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4224                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4225                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4226                 }
4227
4228                 allocbuf(bp, size);
4229                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4230                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4231         }
4232         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4233 end:
4234         buf_track(bp, __func__);
4235         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4236             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4237         *bpp = bp;
4238         return (0);
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4243  * set to B_INVAL.
4244  */
4245 struct buf *
4246 geteblk(int size, int flags)
4247 {
4248         struct buf *bp;
4249         int maxsize;
4250
4251         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4252         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4253                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4254                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4255                         return (NULL);
4256         }
4257         allocbuf(bp, size);
4258         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4259         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4260         return (bp);
4261 }
4262
4263 /*
4264  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4265  */
4266 static void
4267 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4268 {
4269
4270         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4271                 /*
4272                  * malloced buffers are not shrunk
4273                  */
4274                 if (newbsize == 0) {
4275                         bufmallocadjust(bp, 0);
4276                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4277                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4278                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4279                 }
4280                 return;
4281         }
4282         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4283         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4284 }
4285
4286 /*
4287  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4288  */
4289 static void
4290 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4291 {
4292         caddr_t origbuf;
4293         int origbufsize;
4294
4295         /*
4296          * We only use malloced memory on the first allocation.
4297          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4298          * grows.
4299          *
4300          * There is a potential smp race here that could lead
4301          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4302          * is probably extremely rare and not worth worrying
4303          * over.
4304          */
4305         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4306             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4307                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4308                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4309                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4310                 return;
4311         }
4312
4313         /*
4314          * If the buffer is growing on its other-than-first
4315          * allocation then we revert to the page-allocation
4316          * scheme.
4317          */
4318         origbuf = NULL;
4319         origbufsize = 0;
4320         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4321                 origbuf = bp->b_data;
4322                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4323                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4324                 bufmallocadjust(bp, 0);
4325                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4326                 newbsize = round_page(newbsize);
4327         }
4328         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4329             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4330         if (origbuf != NULL) {
4331                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4332                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4333         }
4334         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4335 }
4336
4337 /*
4338  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4339  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4340  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4341  * resize a buffer up or down.
4342  *
4343  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4344  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4345  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4346  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4347  *
4348  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4349  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4350  */
4351 int
4352 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4353 {
4354         int newbsize;
4355
4356         if (bp->b_bcount == size)
4357                 return (1);
4358
4359         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4360             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4361             bp, bp->b_kvasize, size));
4362
4363         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4364         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4365                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4366                         newbsize = round_page(newbsize);
4367                 /*
4368                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4369                  * mess with B_CACHE.
4370                  */
4371                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4372                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4373                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4374                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4375         } else {
4376                 int desiredpages;
4377
4378                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4379                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4380
4381                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4382                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4383
4384                 /*
4385                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4386                  * 0-length.
4387                  */
4388                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4389                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4390
4391                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4392                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4393                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4394                 else if (size > bp->b_bcount)
4395                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4396                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4397         }
4398         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4399         return (1);
4400 }
4401
4402 extern int inflight_transient_maps;
4403
4404 static struct bio_queue nondump_bios;
4405
4406 void
4407 biodone(struct bio *bp)
4408 {
4409         struct mtx *mtxp;
4410         void (*done)(struct bio *);
4411         vm_offset_t start, end;
4412
4413         biotrack(bp, __func__);
4414
4415         /*
4416          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4417          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4418          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4419          * to keep the system usable after it has been resumed.
4420          */
4421         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4422                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4423                 return;
4424         }
4425         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4426                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4427                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4428                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4429                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4430                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4431                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4432                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4433                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4434         }
4435         done = bp->bio_done;
4436         if (done == NULL) {
4437                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4438                 mtx_lock(mtxp);
4439                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4440                 wakeup(bp);
4441                 mtx_unlock(mtxp);
4442         } else
4443                 done(bp);
4444 }
4445
4446 /*
4447  * Wait for a BIO to finish.
4448  */
4449 int
4450 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4451 {
4452         struct mtx *mtxp;
4453
4454         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4455         mtx_lock(mtxp);
4456         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4457                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4458         mtx_unlock(mtxp);
4459         if (bp->bio_error != 0)
4460                 return (bp->bio_error);
4461         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4462                 return (0);
4463         return (EIO);
4464 }
4465
4466 void
4467 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4468 {
4469
4470         if (error) {
4471                 bp->bio_error = error;
4472                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4473         }
4474         if (stat != NULL)
4475                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4476         biodone(bp);
4477 }
4478
4479 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4480 void
4481 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4482 {
4483
4484         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4485 }
4486 #endif
4487
4488 /*
4489  *      bufwait:
4490  *
4491  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4492  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4493  *      error and cleared.
4494  */
4495 int
4496 bufwait(struct buf *bp)
4497 {
4498         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4499                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4500         else
4501                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4502         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4503                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4504                 return (EINTR);
4505         }
4506         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4507                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4508         } else {
4509                 return (0);
4510         }
4511 }
4512
4513 /*
4514  *      bufdone:
4515  *
4516  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4517  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4518  *      not allowed.
4519  *
4520  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4521  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4522  *      assuming B_INVAL is clear.
4523  *
4524  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4525  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4526  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4527  *
4528  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4529  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4530  *      in the biodone routine.
4531  */
4532 void
4533 bufdone(struct buf *bp)
4534 {
4535         struct bufobj *dropobj;
4536         void    (*biodone)(struct buf *);
4537
4538         buf_track(bp, __func__);
4539         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4540         dropobj = NULL;
4541
4542         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4543
4544         runningbufwakeup(bp);
4545         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4546                 dropobj = bp->b_bufobj;
4547         /* call optional completion function if requested */
4548         if (bp->b_iodone != NULL) {
4549                 biodone = bp->b_iodone;
4550                 bp->b_iodone = NULL;
4551                 (*biodone) (bp);
4552                 if (dropobj)
4553                         bufobj_wdrop(dropobj);
4554                 return;
4555         }
4556         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4557                 /*
4558                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4559                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4560                  * routines.
4561                  */
4562                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4563                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4564                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4565                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4566                 vfs_vmio_iodone(bp);
4567         }
4568         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4569                 buf_complete(bp);
4570         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4571                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4572                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4573                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4574                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4575         }
4576         /*
4577          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4578          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4579          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4580          */
4581         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4582                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4583                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4584                         brelse(bp);
4585                 else
4586                         bqrelse(bp);
4587         } else
4588                 bdone(bp);
4589         if (dropobj)
4590                 bufobj_wdrop(dropobj);
4591 }
4592
4593 /*
4594  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4595  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4596  * consistent.
4597  */
4598 void
4599 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4600 {
4601         int i;
4602         vm_object_t obj;
4603         vm_page_t m;
4604
4605         runningbufwakeup(bp);
4606         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4607                 return;
4608
4609         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4610         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4611                 m = bp->b_pages[i];
4612                 if (m == bogus_page) {
4613                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4614                         if (!m)
4615                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4616                         bp->b_pages[i] = m;
4617                         if (buf_mapped(bp)) {
4618                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4619                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4620                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4621                         } else
4622                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4623                 }
4624                 vm_page_sunbusy(m);
4625         }
4626         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4627 }
4628
4629 /*
4630  * vfs_page_set_valid:
4631  *
4632  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4633  *      range is restricted to the buffer's size.
4634  *
4635  *      This routine is typically called after a read completes.
4636  */
4637 static void
4638 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4639 {
4640         vm_ooffset_t eoff;
4641
4642         /*
4643          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4644          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4645          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4646          * allocation size of the buffer.
4647          */
4648         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4649         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4650                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4651
4652         /*
4653          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4654          * entire page.
4655          */
4656         if (eoff > off)
4657                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4658 }
4659
4660 /*
4661  * vfs_page_set_validclean:
4662  *
4663  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4664  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4665  */
4666 static void
4667 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4668 {
4669         vm_ooffset_t soff, eoff;
4670
4671         /*
4672          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4673          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4674          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4675          * of the buffer.
4676          */
4677         soff = off;
4678         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4679         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4680                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4681
4682         /*
4683          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4684          * entire page.
4685          */
4686         if (eoff > soff) {
4687                 vm_page_set_validclean(
4688                     m,
4689                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4690                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4691                 );
4692         }
4693 }
4694
4695 /*
4696  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4697  */
4698 void
4699 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4700 {
4701         int i;
4702
4703         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4704                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4705 }
4706
4707 void
4708 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4709 {
4710         int i;
4711
4712         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4713                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4714 }
4715
4716 /*
4717  * This routine is called before a device strategy routine.
4718  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4719  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4720  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4721  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4722  * inconsistent.
4723  *
4724  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4725  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4726  * and should be ignored.
4727  */
4728 void
4729 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4730 {
4731         vm_object_t obj;
4732         vm_ooffset_t foff;
4733         vm_page_t m;
4734         int i;
4735         bool bogus;
4736
4737         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4738                 return;
4739
4740         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4741         foff = bp->b_offset;
4742         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4743             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4744         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4745                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4746                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4747         }
4748         if (bp->b_bufsize != 0)
4749                 vfs_setdirty_range(bp);
4750         bogus = false;
4751         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4752                 m = bp->b_pages[i];
4753                 vm_page_assert_sbusied(m);
4754
4755                 /*
4756                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4757                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4758                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4759                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4760                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4761                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4762                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4763                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4764                  * first place ).  The replacement prevents the read
4765                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4766                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4767                  * It may not work properly with small-block devices.
4768                  * We need to find a better way.
4769                  */
4770                 if (clear_modify) {
4771                         pmap_remove_write(m);
4772                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4773                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4774                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4775                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4776                         bogus = true;
4777                 }
4778                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4779         }
4780         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4781                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4782                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4783                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4784         }
4785 }
4786
4787 /*
4788  *      vfs_bio_set_valid:
4789  *
4790  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4791  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4792  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4793  *      page.
4794  */
4795 void
4796 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4797 {
4798         int i, n;
4799         vm_page_t m;
4800
4801         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4802                 return;
4803
4804         /*
4805          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4806          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4807          * first page that can be validated.
4808          */
4809         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4810         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4811
4812         /*
4813          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4814          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4815          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4816          * other page validation.
4817          */
4818         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4819         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4820                 m = bp->b_pages[i];
4821                 if (n > size)
4822                         n = size;
4823                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4824                 base += n;
4825                 size -= n;
4826                 n = PAGE_SIZE;
4827         }
4828         vfs_busy_pages_release(bp);
4829 }
4830
4831 /*
4832  *      vfs_bio_clrbuf:
4833  *
4834  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4835  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4836  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4837  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4838  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4839  *
4840  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4841  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4842  */
4843 void
4844 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4845 {
4846         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4847
4848         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4849                 clrbuf(bp);
4850                 return;
4851         }
4852         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4853         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4854         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4855         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4856         slide = 0;
4857         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4858                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4859                 ea = slide & PAGE_MASK;
4860                 if (ea == 0)
4861                         ea = PAGE_SIZE;
4862                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4863                         continue;
4864                 j = sa / DEV_BSIZE;
4865                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4866                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4867                         continue;
4868                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4869                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4870                 else {
4871                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4872                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4873                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4874                                             sa, DEV_BSIZE);
4875                                 }
4876                         }
4877                 }
4878                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4879                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4880         }
4881         vfs_busy_pages_release(bp);
4882         bp->b_resid = 0;
4883 }
4884
4885 void
4886 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4887 {
4888         vm_page_t m;
4889         int i, n;
4890
4891         if (buf_mapped(bp)) {
4892                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4893                 bzero(bp->b_data + base, size);
4894         } else {
4895                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4896                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4897                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4898                         m = bp->b_pages[i];
4899                         if (n > size)
4900                                 n = size;
4901                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4902                         base += n;
4903                         size -= n;
4904                         n = PAGE_SIZE;
4905                 }
4906         }
4907 }
4908
4909 /*
4910  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4911  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4912  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4913  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4914  */
4915 static void
4916 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4917 {
4918
4919         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4920             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4921
4922         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4923                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4924         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4925                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4926         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4927                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4928                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4929                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4930                 if (release)
4931                         brelse(bp);
4932         } else if (release)
4933                 bqrelse(bp);
4934 }
4935
4936 void
4937 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4938 {
4939
4940         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4941 }
4942
4943 void
4944 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4945 {
4946
4947         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4948 }
4949
4950 /*
4951  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4952  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4953  * not associated with a file object.
4954  */
4955 static void
4956 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4957 {
4958         vm_offset_t pg;
4959         vm_page_t p;
4960         int index;
4961
4962         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4963
4964         to = round_page(to);
4965         from = round_page(from);
4966         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4967         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4968         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4969             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4970             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4971
4972         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4973                 /*
4974                  * note: must allocate system pages since blocking here
4975                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4976                  * process we are.
4977                  */
4978                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4979                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4980                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4981                 bp->b_pages[index] = p;
4982         }
4983         bp->b_npages = index;
4984 }
4985
4986 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4987 static void
4988 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4989 {
4990         vm_offset_t from;
4991         vm_page_t p;
4992         int index, newnpages;
4993
4994         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4995
4996         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4997         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4998         if (bp->b_npages > newnpages)
4999                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5000         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5001                 p = bp->b_pages[index];
5002                 bp->b_pages[index] = NULL;
5003                 vm_page_unwire_noq(p);
5004                 vm_page_free(p);
5005         }
5006         bp->b_npages = newnpages;
5007 }
5008
5009 /*
5010  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5011  *
5012  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5013  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5014  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5015  *
5016  * Note that even if the caller determines that the address space should
5017  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5018  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5019  * check the return value.
5020  *
5021  * This function only works with pager buffers.
5022  */
5023 int
5024 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5025 {
5026         vm_prot_t prot;
5027         int pidx;
5028
5029         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5030         prot = VM_PROT_READ;
5031         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5032                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5033         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5034             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5035         if (pidx < 0)
5036                 return (-1);
5037         bp->b_bufsize = len;
5038         bp->b_npages = pidx;
5039         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5040         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5041                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5042                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5043         } else
5044                 bp->b_data = unmapped_buf;
5045         return (0);
5046 }
5047
5048 /*
5049  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5050  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5051  *
5052  * This function only works with pager buffers.
5053  */
5054 void
5055 vunmapbuf(struct buf *bp)
5056 {
5057         int npages;
5058
5059         npages = bp->b_npages;
5060         if (buf_mapped(bp))
5061                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5062         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5063
5064         bp->b_data = unmapped_buf;
5065 }
5066
5067 void
5068 bdone(struct buf *bp)
5069 {
5070         struct mtx *mtxp;
5071
5072         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5073         mtx_lock(mtxp);
5074         bp->b_flags |= B_DONE;
5075         wakeup(bp);
5076         mtx_unlock(mtxp);
5077 }
5078
5079 void
5080 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5081 {
5082         struct mtx *mtxp;
5083
5084         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5085         mtx_lock(mtxp);
5086         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5087                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5088         mtx_unlock(mtxp);
5089 }
5090
5091 int
5092 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5093 {
5094
5095         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5096 }
5097
5098 void
5099 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5100 {
5101         int i __unused;
5102         struct vnode *vp;
5103
5104         vp = bp->b_vp;
5105         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5106         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5107             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5108         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5109         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5110 }
5111
5112 /*
5113  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5114  */
5115 void
5116 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5117 {
5118         static volatile int bufobj_cleanq;
5119
5120         bo->bo_domain =
5121             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5122         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5123         bo->bo_private = private;
5124         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5125         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5126 }
5127
5128 void
5129 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5130 {
5131
5132         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5133         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5134         bo->bo_numoutput++;
5135 }
5136
5137 void
5138 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5139 {
5140
5141         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5142         BO_LOCK(bo);
5143         bo->bo_numoutput++;
5144         BO_UNLOCK(bo);
5145 }
5146
5147 void
5148 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5149 {
5150
5151         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5152         BO_LOCK(bo);
5153         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5154         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5155                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5156                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5157         }
5158         BO_UNLOCK(bo);
5159 }
5160
5161 int
5162 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5163 {
5164         int error;
5165
5166         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5167         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5168         error = 0;
5169         while (bo->bo_numoutput) {
5170                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5171                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5172                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5173                 if (error)
5174                         break;
5175         }
5176         return (error);
5177 }
5178
5179 /*
5180  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5181  */
5182 void
5183 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5184 {
5185
5186         if (!buf_mapped(bp)) {
5187                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5188                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5189                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5190                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5191                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5192                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5193                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5194                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5195                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5196                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5197         } else {
5198                 bip->bio_data = bp->b_data;
5199                 bip->bio_ma = NULL;
5200         }
5201 }
5202
5203 /*
5204  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5205  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5206  * to data corruption.
5207  *
5208  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5209  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5210  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5211  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5212  *
5213  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5214  * earlier chips, it should be flipped back off.
5215  */
5216 #ifdef  __mips__
5217 static int buf_pager_relbuf = 1;
5218 #else
5219 static int buf_pager_relbuf = 0;
5220 #endif
5221 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5222     &buf_pager_relbuf, 0,
5223     "Make buffer pager release buffers after reading");
5224
5225 /*
5226  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5227  *
5228  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5229  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5230  * device block size is greater than the machine page size.  The
5231  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5232  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5233  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5234  * pages.
5235  *
5236  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5237  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5238  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5239  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5240  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5241  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5242  */
5243 int
5244 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5245     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5246     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5247 {
5248         vm_page_t m;
5249         vm_object_t object;
5250         struct buf *bp;
5251         struct mount *mp;
5252         daddr_t lbn, lbnp;
5253         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5254         long bo_bs, bsize;
5255         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5256         bool redo, lpart;
5257
5258         object = vp->v_object;
5259         mp = vp->v_mount;
5260         error = 0;
5261         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5262         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5263                 return (VM_PAGER_BAD);
5264
5265         /*
5266          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5267          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5268          * and the start of the potential read-ahead region.
5269          */
5270         la += PAGE_SIZE;
5271         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5272         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5273             &bo_bs);
5274         if (error != 0)
5275                 return (VM_PAGER_ERROR);
5276
5277         /*
5278          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5279          */
5280         pgsin = count;
5281         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5282         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5283         pgsin += pgsin_b;
5284         if (rbehind != NULL)
5285                 *rbehind = pgsin_b;
5286         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5287         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5288                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5289                     PAGE_SIZE) - la);
5290         pgsin += pgsin_a;
5291         if (rahead != NULL)
5292                 *rahead = pgsin_a;
5293         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5294         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5295
5296         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5297             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5298 again:
5299         for (i = 0; i < count; i++) {
5300                 if (ma[i] != bogus_page)
5301                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5302         }
5303
5304         lbnp = -1;
5305         for (i = 0; i < count; i++) {
5306                 m = ma[i];
5307                 if (m == bogus_page)
5308                         continue;
5309
5310                 /*
5311                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5312                  * owned, which together allow for the pages'
5313                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5314                  * useless creation of the buffer for the most typical
5315                  * case when invalidation is not used in redo or for
5316                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5317                  * the end of the function catches the race in a
5318                  * reliable way (protected by the object lock).
5319                  */
5320                 if (vm_page_all_valid(m))
5321                         continue;
5322
5323                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5324                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5325                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5326                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5327                         if (lbn == lbnp)
5328                                 goto next_page;
5329                         lbnp = lbn;
5330
5331                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5332                         if (error == 0)
5333                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5334                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5335                         if (error != 0)
5336                                 goto end_pages;
5337                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5338                                 crfree(bp->b_rcred);
5339                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5340                         }
5341                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5342                                 /*
5343                                  * Invalidation clears m->valid, but
5344                                  * may leave B_CACHE flag if the
5345                                  * buffer existed at the invalidation
5346                                  * time.  In this case, recycle the
5347                                  * buffer to do real read on next
5348                                  * bread() after redo.
5349                                  *
5350                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5351                                  * necessary, enable to reduce buf
5352                                  * cache pressure.
5353                                  */
5354                                 if (buf_pager_relbuf ||
5355                                     !vm_page_all_valid(m))
5356                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5357
5358                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5359                                 brelse(bp);
5360                         } else {
5361                                 bqrelse(bp);
5362                         }
5363                 }
5364                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5365                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5366                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5367                 if (i == count - 1 && lpart) {
5368                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5369                             !vm_page_all_valid(m))
5370                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5371                 }
5372 next_page:;
5373         }
5374 end_pages:
5375
5376         redo = false;
5377         for (i = 0; i < count; i++) {
5378                 if (ma[i] == bogus_page)
5379                         continue;
5380                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5381                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5382                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5383                             VM_ALLOC_NORMAL);
5384                 }
5385
5386                 /*
5387                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5388                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5389                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5390                  * relinguish, they could have been invalidated.
5391                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5392                  *
5393                  * Note that the last page is made fully valid in the
5394                  * read loop, and partial validity for the page at
5395                  * index count - 1 could mean that the page was
5396                  * invalidated or removed, so we must restart for
5397                  * safety as well.
5398                  */
5399                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5400                         redo = true;
5401         }
5402         if (redo && error == 0)
5403                 goto again;
5404         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5405 }
5406
5407 #include "opt_ddb.h"
5408 #ifdef DDB
5409 #include <ddb/ddb.h>
5410
5411 /* DDB command to show buffer data */
5412 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5413 {
5414         /* get args */
5415         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5416 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5417         uint32_t i, j;
5418 #endif
5419
5420         if (!have_addr) {
5421                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5422                 return;
5423         }
5424
5425         db_printf("buf at %p\n", bp);
5426         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5427             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5428             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5429         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5430             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5431             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5432         db_printf(
5433             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5434             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5435             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5436             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5437             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5438             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5439         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5440             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5441         if (bp->b_npages) {
5442                 int i;
5443                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5444                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5445                         vm_page_t m;
5446                         m = bp->b_pages[i];
5447                         if (m != NULL)
5448                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5449                                     (u_long)m->pindex,
5450                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5451                         else
5452                                 db_printf("( ??? )");
5453                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5454                                 db_printf(",");
5455                 }
5456                 db_printf("\n");
5457         }
5458         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5459 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5460         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5461
5462         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5463         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5464                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5465                         continue;
5466                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5467                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5468         }
5469 #elif defined(BUF_TRACKING)
5470         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5471 #endif
5472         db_printf(" ");
5473 }
5474
5475 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5476 {
5477         struct bufdomain *bd;
5478         struct buf *bp;
5479         long total;
5480         int i, j, cnt;
5481
5482         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5483
5484         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5485                 bd = &bdomain[i];
5486                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5487                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5488                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5489                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5490                 db_printf("\n");
5491                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5492                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5493                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5494                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5495                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5496                 db_printf("\n");
5497                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5498                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5499                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5500                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5501                 db_printf("\n");
5502                 total = 0;
5503                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5504                         total += bp->b_bufsize;
5505                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5506                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5507                 total = 0;
5508                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5509                         total += bp->b_bufsize;
5510                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5511                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5512                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5513                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5514                 db_printf("\tCPU ");
5515                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5516                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5517                 db_printf("\n");
5518                 cnt = 0;
5519                 total = 0;
5520                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5521                         bp = nbufp(j);
5522                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5523                                 cnt++;
5524                                 total += bp->b_bufsize;
5525                         }
5526                 }
5527                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5528                 cnt = 0;
5529                 total = 0;
5530                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5531                         bp = nbufp(j);
5532                         if (bp->b_domain == i) {
5533                                 cnt++;
5534                                 total += bp->b_bufsize;
5535                         }
5536                 }
5537                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5538         }
5539 }
5540
5541 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5542 {
5543         struct buf *bp;
5544         int i;
5545
5546         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5547                 bp = nbufp(i);
5548                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5549                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5550                         db_printf("\n");
5551                         if (db_pager_quit)
5552                                 break;
5553                 }
5554         }
5555 }
5556
5557 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5558 {
5559         struct vnode *vp;
5560         struct buf *bp;
5561
5562         if (!have_addr) {
5563                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5564                 return;
5565         }
5566         vp = (struct vnode *)addr;
5567         db_printf("Clean buffers:\n");
5568         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5569                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5570                 db_printf("\n");
5571         }
5572         db_printf("Dirty buffers:\n");
5573         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5574                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5575                 db_printf("\n");
5576         }
5577 }
5578
5579 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5580 {
5581         struct buf *bp;
5582         int i, used = 0, nfree = 0;
5583
5584         if (have_addr) {
5585                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5586                 return;
5587         }
5588
5589         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5590                 bp = nbufp(i);
5591                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5592                         nfree++;
5593                 else
5594                         used++;
5595         }
5596
5597         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5598             nfree + used);
5599         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5600 }
5601 #endif /* DDB */