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