]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Merge ^/head r352319 through r352435.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61 #include <sys/limits.h>
62 #include <sys/lock.h>
63 #include <sys/malloc.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/kernel.h>
67 #include <sys/kthread.h>
68 #include <sys/proc.h>
69 #include <sys/racct.h>
70 #include <sys/refcount.h>
71 #include <sys/resourcevar.h>
72 #include <sys/rwlock.h>
73 #include <sys/smp.h>
74 #include <sys/sysctl.h>
75 #include <sys/sysproto.h>
76 #include <sys/vmem.h>
77 #include <sys/vmmeter.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/watchdog.h>
80 #include <geom/geom.h>
81 #include <vm/vm.h>
82 #include <vm/vm_param.h>
83 #include <vm/vm_kern.h>
84 #include <vm/vm_object.h>
85 #include <vm/vm_page.h>
86 #include <vm/vm_pageout.h>
87 #include <vm/vm_pager.h>
88 #include <vm/vm_extern.h>
89 #include <vm/vm_map.h>
90 #include <vm/swap_pager.h>
91
92 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
93
94 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
95
96 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
97         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
98         .bop_write      =       bufwrite,
99         .bop_strategy   =       bufstrategy,
100         .bop_sync       =       bufsync,
101         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
102 };
103
104 struct bufqueue {
105         struct mtx_padalign     bq_lock;
106         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
107         uint8_t                 bq_index;
108         uint16_t                bq_subqueue;
109         int                     bq_len;
110 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
111
112 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
113 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
116
117 struct bufdomain {
118         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
119         struct bufqueue bd_dirtyq;
120         struct bufqueue *bd_cleanq;
121         struct mtx_padalign bd_run_lock;
122         /* Constants */
123         long            bd_maxbufspace;
124         long            bd_hibufspace;
125         long            bd_lobufspace;
126         long            bd_bufspacethresh;
127         int             bd_hifreebuffers;
128         int             bd_lofreebuffers;
129         int             bd_hidirtybuffers;
130         int             bd_lodirtybuffers;
131         int             bd_dirtybufthresh;
132         int             bd_lim;
133         /* atomics */
134         int             bd_wanted;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
137         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
139 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
140
141 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
142 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
145 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
146 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
149
150 static 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_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
265     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
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_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
270     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
271     "When the number of dirty buffers is considered severe");
272 int dirtybufthresh;
273 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
274     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
275     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
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_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
283     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
284    "Target number of free buffers");
285 static int hifreebuffers;
286 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
287     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
288     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
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)(((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)(((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         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
796             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
797
798         bd = arg;
799         for (;;) {
800                 kthread_suspend_check();
801
802                 /*
803                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
804                  * targets.
805                  *
806                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
807                  * when some free buffer headers and space are always
808                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
809                  * the excessive blocking and synchronization associated
810                  * with shortfall.  It goes through three phases according
811                  * demand:
812                  *
813                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
814                  *      during idle periods when the counters are below
815                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
816                  *
817                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
818                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
819                  *      slightly according to the rate of consumption and
820                  *      release.
821                  *
822                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
823                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
824                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
825                  *      until we return to condition 2.
826                  */
827                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
828                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
829                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
830                                 if (bd_flushall(bd))
831                                         continue;
832                                 /*
833                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
834                                  * buffers.  This is possible in particular
835                                  * because softdep may held many bufs locked
836                                  * pending writes to other bufs which are
837                                  * marked for delayed write, exhausting
838                                  * clean space until they are written.
839                                  */
840                                 bd_speedup();
841                                 BD_LOCK(bd);
842                                 if (bd->bd_wanted) {
843                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
844                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
845                                 } else
846                                         BD_UNLOCK(bd);
847                         }
848                         maybe_yield();
849                 }
850                 bufspace_daemon_wait(bd);
851         }
852 }
853
854 /*
855  *      bufmallocadjust:
856  *
857  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
858  *      waking any waiters.
859  */
860 static void
861 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
862 {
863         int diff;
864
865         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
866             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
867         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
868         if (diff < 0)
869                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
870         else
871                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
872         bp->b_bufsize = bufsize;
873 }
874
875 /*
876  *      runningwakeup:
877  *
878  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
879  *      below lorunningspace.
880  */
881 static void
882 runningwakeup(void)
883 {
884
885         mtx_lock(&rbreqlock);
886         if (runningbufreq) {
887                 runningbufreq = 0;
888                 wakeup(&runningbufreq);
889         }
890         mtx_unlock(&rbreqlock);
891 }
892
893 /*
894  *      runningbufwakeup:
895  *
896  *      Decrement the outstanding write count according.
897  */
898 void
899 runningbufwakeup(struct buf *bp)
900 {
901         long space, bspace;
902
903         bspace = bp->b_runningbufspace;
904         if (bspace == 0)
905                 return;
906         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
907         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
908             space, bspace));
909         bp->b_runningbufspace = 0;
910         /*
911          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
912          * the threshold to falling below it.
913          */
914         if (space < lorunningspace)
915                 return;
916         if (space - bspace > lorunningspace)
917                 return;
918         runningwakeup();
919 }
920
921 /*
922  *      waitrunningbufspace()
923  *
924  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
925  *      running.  This routine is used in async-write situations to
926  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
927  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
928  *
929  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
930  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
931  *      caller's write has reached the device.
932  */
933 void
934 waitrunningbufspace(void)
935 {
936
937         mtx_lock(&rbreqlock);
938         while (runningbufspace > hirunningspace) {
939                 runningbufreq = 1;
940                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
941         }
942         mtx_unlock(&rbreqlock);
943 }
944
945
946 /*
947  *      vfs_buf_test_cache:
948  *
949  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
950  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
951  *      valid data.
952  */
953 static __inline void
954 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
955     vm_offset_t size, vm_page_t m)
956 {
957
958         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
959         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
960                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
961                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
962                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
963         }
964 }
965
966 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
967 static void
968 bd_wakeup(void)
969 {
970
971         mtx_lock(&bdlock);
972         if (bd_request == 0) {
973                 bd_request = 1;
974                 wakeup(&bd_request);
975         }
976         mtx_unlock(&bdlock);
977 }
978
979 /*
980  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
981  */
982 static void
983 maxbcachebuf_adjust(void)
984 {
985         int i;
986
987         /*
988          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
989          */
990         i = 2;
991         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
992                 i *= 2;
993         maxbcachebuf = i;
994         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
995                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
996         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
997                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
998         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
999                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1004  */
1005 void
1006 bd_speedup(void)
1007 {
1008         int needwake;
1009
1010         mtx_lock(&bdlock);
1011         needwake = 0;
1012         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1013                 needwake = 1;
1014         bd_speedupreq = 1;
1015         bd_request = 1;
1016         if (needwake)
1017                 wakeup(&bd_request);
1018         mtx_unlock(&bdlock);
1019 }
1020
1021 #ifdef __i386__
1022 #define TRANSIENT_DENOM 5
1023 #else
1024 #define TRANSIENT_DENOM 10
1025 #endif
1026
1027 /*
1028  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1029  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1030  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1031  * being reserved at this time.
1032  */
1033 caddr_t
1034 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1035 {
1036         int tuned_nbuf;
1037         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1038
1039         /*
1040          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1041          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1042          */
1043         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1044
1045         maxbcachebuf_adjust();
1046         /*
1047          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1048          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1049          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1050          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1051          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1052          * maxbcache bytes.
1053          *
1054          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1055          */
1056         if (nbuf == 0) {
1057                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1058
1059                 nbuf = 50;
1060                 if (physmem_est > 4096)
1061                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1062                             65536 / factor);
1063                 if (physmem_est > 65536)
1064                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1065                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1066
1067                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1068                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1069                 tuned_nbuf = 1;
1070         } else
1071                 tuned_nbuf = 0;
1072
1073         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1074         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1075         if (nbuf > maxbuf) {
1076                 if (!tuned_nbuf)
1077                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1078                             maxbuf);
1079                 nbuf = maxbuf;
1080         }
1081
1082         /*
1083          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1084          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1085          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1086          *
1087          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1088          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1089          * maximum buffer map extent on the platform.
1090          *
1091          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1092          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1093          * with ample KVA space.
1094          */
1095         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1096                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1097                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1098                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1099                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1100                         /*
1101                          * There is more KVA than memory.  Do not
1102                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1103                          * of maxbuf to transient map.
1104                          */
1105                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1106                 } else {
1107                         /*
1108                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1109                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1110                          * the buffer map to the transient bio map.
1111                          */
1112                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1113                         buf_sz -= biotmap_sz;
1114                 }
1115                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1116                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1117                 else
1118                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1119                 /*
1120                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1121                  * using the transient mapping.
1122                  */
1123                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1124                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1125                 if (tuned_nbuf)
1126                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1127         }
1128
1129         if (nswbuf == 0) {
1130                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1131                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1132                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1133         }
1134
1135         /*
1136          * Reserve space for the buffer cache buffers
1137          */
1138         buf = (void *)v;
1139         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1140
1141         return(v);
1142 }
1143
1144 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1145 void
1146 bufinit(void)
1147 {
1148         struct buf *bp;
1149         int i;
1150
1151         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1152             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1153             MAXBSIZE));
1154         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1155         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1156         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1157         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1158
1159         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1160
1161         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1162         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1163                 bp = &buf[i];
1164                 bzero(bp, sizeof *bp);
1165                 bp->b_flags = B_INVAL;
1166                 bp->b_rcred = NOCRED;
1167                 bp->b_wcred = NOCRED;
1168                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1169                 bp->b_domain = -1;
1170                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1171                 bp->b_xflags = 0;
1172                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1173                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1174                 BUF_LOCKINIT(bp);
1175                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1176         }
1177
1178         /*
1179          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1180          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1181          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1182          * used by most other requests.  The differential is required to 
1183          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1184          *
1185          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1186          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1187          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1188          * PAGE_SIZE.
1189          */
1190         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1191         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1192         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1193         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1194
1195         /*
1196          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1197          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1198          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1199          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1200          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1201          * hirunningspace.
1202          */
1203         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1204             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1205         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1206
1207         /*
1208          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1209          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1210          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1211          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1212          * average (small) directories.
1213          */
1214         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1215
1216         /*
1217          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1218          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1219          */
1220         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1221         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1222         /*
1223          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1224          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1225          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1226          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1227          */
1228         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1229                 hidirtybuffers >>= 1;
1230         }
1231         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1232
1233         /*
1234          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1235          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1236          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1237          * on other cpus.
1238          *
1239          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1240          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1241          */
1242         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1243         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1244         numfreebuffers = nbuf;
1245
1246         /* Setup the kva and free list allocators. */
1247         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1248         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1249             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1250
1251         /*
1252          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1253          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1254          * concurrency but less accurate LRU.
1255          */
1256         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1257         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1258                 struct bufdomain *bd;
1259
1260                 bd = &bdomain[i];
1261                 bd_init(bd);
1262                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1263                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1264                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1265                 bd->bd_bufspace = 0;
1266                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1267                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1268                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1269                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1270                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1271                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1272                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1273                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1274                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1275                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1276         }
1277         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1278         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1279         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1280         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1281         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1282         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1283         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1284         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1285 }
1286
1287 #ifdef INVARIANTS
1288 static inline void
1289 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1290 {
1291
1292         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1293             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1294         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1295             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1296         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1297             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1298 }
1299
1300 static inline void
1301 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1302 {
1303
1304         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1305             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1306 }
1307
1308 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1309 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1310 #else
1311 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1312 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1313 #endif
1314
1315 static int
1316 isbufbusy(struct buf *bp)
1317 {
1318         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1319             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1320                 return (1);
1321         return (0);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1326  */
1327 void
1328 bufshutdown(int show_busybufs)
1329 {
1330         static int first_buf_printf = 1;
1331         struct buf *bp;
1332         int iter, nbusy, pbusy;
1333 #ifndef PREEMPTION
1334         int subiter;
1335 #endif
1336
1337         /* 
1338          * Sync filesystems for shutdown
1339          */
1340         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1341         sys_sync(curthread, NULL);
1342
1343         /*
1344          * With soft updates, some buffers that are
1345          * written will be remarked as dirty until other
1346          * buffers are written.
1347          */
1348         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1349                 nbusy = 0;
1350                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1351                         if (isbufbusy(bp))
1352                                 nbusy++;
1353                 if (nbusy == 0) {
1354                         if (first_buf_printf)
1355                                 printf("All buffers synced.");
1356                         break;
1357                 }
1358                 if (first_buf_printf) {
1359                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1360                         first_buf_printf = 0;
1361                 }
1362                 printf("%d ", nbusy);
1363                 if (nbusy < pbusy)
1364                         iter = 0;
1365                 pbusy = nbusy;
1366
1367                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1368                 sys_sync(curthread, NULL);
1369
1370 #ifdef PREEMPTION
1371                 /*
1372                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1373                  */
1374                 DELAY(50000 * iter);
1375 #else
1376                 /*
1377                  * Context switch several times to allow interrupt
1378                  * threads to run.
1379                  */
1380                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1381                         thread_lock(curthread);
1382                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1383                         thread_unlock(curthread);
1384                         DELAY(1000);
1385                 }
1386 #endif
1387         }
1388         printf("\n");
1389         /*
1390          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1391          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1392          */
1393         nbusy = 0;
1394         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1395                 if (isbufbusy(bp)) {
1396 #if 0
1397 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1398                         if (bp->b_dev == NULL) {
1399                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1400                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1401                                 continue;
1402                         }
1403 #endif
1404                         nbusy++;
1405                         if (show_busybufs > 0) {
1406                                 printf(
1407             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1408                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1409                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1410                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1411                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1412                                 if (show_busybufs > 1)
1413                                         vn_printf(bp->b_vp,
1414                                             "vnode content: ");
1415                         }
1416                 }
1417         }
1418         if (nbusy) {
1419                 /*
1420                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1421                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1422                  */
1423                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1424                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1425         } else {
1426                 if (!first_buf_printf)
1427                         printf("Final sync complete\n");
1428                 /*
1429                  * Unmount filesystems
1430                  */
1431                 if (panicstr == NULL)
1432                         vfs_unmountall();
1433         }
1434         swapoff_all();
1435         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1436 }
1437
1438 static void
1439 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1440 {
1441
1442         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1443
1444         /*
1445          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1446          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1447          */
1448         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1449         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1450         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1451             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1452 }
1453
1454 static inline struct bufdomain *
1455 bufdomain(struct buf *bp)
1456 {
1457
1458         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1459 }
1460
1461 static struct bufqueue *
1462 bufqueue(struct buf *bp)
1463 {
1464
1465         switch (bp->b_qindex) {
1466         case QUEUE_NONE:
1467                 /* FALLTHROUGH */
1468         case QUEUE_SENTINEL:
1469                 return (NULL);
1470         case QUEUE_EMPTY:
1471                 return (&bqempty);
1472         case QUEUE_DIRTY:
1473                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1474         case QUEUE_CLEAN:
1475                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1476         default:
1477                 break;
1478         }
1479         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1484  */
1485 static struct bufqueue *
1486 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1487 {
1488         struct bufqueue *bq, *nbq;
1489
1490         /*
1491          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1492          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1493          * if the queues don't match.
1494          */
1495         bq = bufqueue(bp);
1496         BQ_LOCK(bq);
1497         for (;;) {
1498                 nbq = bufqueue(bp);
1499                 if (bq == nbq)
1500                         break;
1501                 BQ_UNLOCK(bq);
1502                 BQ_LOCK(nbq);
1503                 bq = nbq;
1504         }
1505         return (bq);
1506 }
1507
1508 /*
1509  *      binsfree:
1510  *
1511  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1512  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1513  */
1514 static void
1515 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1516 {
1517         struct bufdomain *bd;
1518         struct bufqueue *bq;
1519
1520         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1521             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1522         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1523
1524         /*
1525          * Handle delayed bremfree() processing.
1526          */
1527         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1528                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1529                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1530                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1531                         BUF_UNLOCK(bp);
1532                         return;
1533                 }
1534                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1535                 bq_remove(bq, bp);
1536                 BQ_UNLOCK(bq);
1537         }
1538         bd = bufdomain(bp);
1539         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1540                 if (bd->bd_lim != 0)
1541                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1542                 else
1543                         bq = bd->bd_cleanq;
1544         } else
1545                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1546         bq_insert(bq, bp, true);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * buf_free:
1551  *
1552  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1553  */
1554 static void
1555 buf_free(struct buf *bp)
1556 {
1557
1558         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1559                 bremfreef(bp);
1560         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1561                 panic("losing buffer 1");
1562         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1563                 crfree(bp->b_rcred);
1564                 bp->b_rcred = NOCRED;
1565         }
1566         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1567                 crfree(bp->b_wcred);
1568                 bp->b_wcred = NOCRED;
1569         }
1570         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1571                 buf_deallocate(bp);
1572         bufkva_free(bp);
1573         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1574         BUF_UNLOCK(bp);
1575         uma_zfree(buf_zone, bp);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * buf_import:
1580  *
1581  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1582  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1583  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1584  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1585  */
1586 static int
1587 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1588 {
1589         struct buf *bp;
1590         int i;
1591
1592         BQ_LOCK(&bqempty);
1593         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1594                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1595                 if (bp == NULL)
1596                         break;
1597                 bq_remove(&bqempty, bp);
1598                 store[i] = bp;
1599         }
1600         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1601
1602         return (i);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * buf_release:
1607  *
1608  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1609  */
1610 static void
1611 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1612 {
1613         struct bufqueue *bq;
1614         struct buf *bp;
1615         int i;
1616
1617         bq = &bqempty;
1618         BQ_LOCK(bq);
1619         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1620                 bp = store[i];
1621                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1622                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1623                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1624                 bq->bq_len++;
1625                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1626         }
1627         BQ_UNLOCK(bq);
1628 }
1629
1630 /*
1631  * buf_alloc:
1632  *
1633  *      Allocate an empty buffer header.
1634  */
1635 static struct buf *
1636 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1637 {
1638         struct buf *bp;
1639         int freebufs;
1640
1641         /*
1642          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1643          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1644          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1645          */
1646         bp = NULL;
1647         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1648         if (freebufs > 0)
1649                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1650         if (bp == NULL) {
1651                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1652                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1653                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1654                 return (NULL);
1655         }
1656         /*
1657          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1658          */
1659         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1660                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1661
1662         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1663                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1664         
1665         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1666             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1667         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1668             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1669         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1670             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1671         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1672             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1673         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1674         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1675
1676         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1677         bp->b_flags = 0;
1678         bp->b_ioflags = 0;
1679         bp->b_xflags = 0;
1680         bp->b_vflags = 0;
1681         bp->b_vp = NULL;
1682         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1683         bp->b_offset = NOOFFSET;
1684         bp->b_iodone = 0;
1685         bp->b_error = 0;
1686         bp->b_resid = 0;
1687         bp->b_bcount = 0;
1688         bp->b_npages = 0;
1689         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1690         bp->b_bufobj = NULL;
1691         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1692         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1693         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1694         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1695         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1696
1697         return (bp);
1698 }
1699
1700 /*
1701  *      buf_recycle:
1702  *
1703  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1704  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1705  *      defragmenting.
1706  */
1707 static int
1708 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1709 {
1710         struct bufqueue *bq;
1711         struct buf *bp, *nbp;
1712
1713         if (kva)
1714                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1715         nbp = NULL;
1716         bq = bd->bd_cleanq;
1717         BQ_LOCK(bq);
1718         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1719             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1720         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1721
1722         /*
1723          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1724          * depending.
1725          */
1726         while ((bp = nbp) != NULL) {
1727                 /*
1728                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1729                  * release the bqlock).
1730                  */
1731                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1732
1733                 /*
1734                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1735                  * some kva to reclaim.
1736                  */
1737                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1738                         continue;
1739
1740                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1741                         continue;
1742
1743                 /*
1744                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1745                  * accessed buffers.
1746                  */
1747                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1748                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1749                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1750                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1751                         BUF_UNLOCK(bp);
1752                         continue;
1753                 }
1754
1755                 /*
1756                  * Skip buffers with background writes in progress.
1757                  */
1758                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1759                         BUF_UNLOCK(bp);
1760                         continue;
1761                 }
1762
1763                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1764                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1765                     bp->b_qindex, bp));
1766                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1767                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1768                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1769                 /*
1770                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1771                  * the scan from this point on.
1772                  */
1773                 bq_remove(bq, bp);
1774                 BQ_UNLOCK(bq);
1775
1776                 /*
1777                  * Requeue the background write buffer with error and
1778                  * restart the scan.
1779                  */
1780                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1781                         bqrelse(bp);
1782                         BQ_LOCK(bq);
1783                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1784                         continue;
1785                 }
1786                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1787                 brelse(bp);
1788                 return (0);
1789         }
1790         bd->bd_wanted = 1;
1791         BQ_UNLOCK(bq);
1792
1793         return (ENOBUFS);
1794 }
1795
1796 /*
1797  *      bremfree:
1798  *
1799  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1800  *      
1801  */
1802 void
1803 bremfree(struct buf *bp)
1804 {
1805
1806         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1807         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1808             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1809         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1810             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1811         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1812
1813         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1814 }
1815
1816 /*
1817  *      bremfreef:
1818  *
1819  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1820  *      it abuses the b_freelist pointer.
1821  */
1822 void
1823 bremfreef(struct buf *bp)
1824 {
1825         struct bufqueue *bq;
1826
1827         bq = bufqueue_acquire(bp);
1828         bq_remove(bq, bp);
1829         BQ_UNLOCK(bq);
1830 }
1831
1832 static void
1833 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1834 {
1835
1836         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1837         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1838         bq->bq_len = 0;
1839         bq->bq_index = qindex;
1840         bq->bq_subqueue = subqueue;
1841 }
1842
1843 static void
1844 bd_init(struct bufdomain *bd)
1845 {
1846         int i;
1847
1848         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1849         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1850         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1851         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1852                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1853                     "bufq clean subqueue lock");
1854         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1855 }
1856
1857 /*
1858  *      bq_remove:
1859  *
1860  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1861  *      correct qlock held.
1862  */
1863 static void
1864 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1865 {
1866
1867         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1868             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1869         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1870             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1871         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1872             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1873
1874         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1875         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1876                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1877         }
1878         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1879             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1880         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1881         bq->bq_len--;
1882         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1883         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1884 }
1885
1886 static void
1887 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1888 {
1889         struct buf *bp;
1890
1891         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1892         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1893                 BD_LOCK(bd);
1894                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1895                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1896                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1897                             b_freelist);
1898                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1899                 }
1900                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1901                 bq->bq_len = 0;
1902         }
1903         if (bd->bd_wanted) {
1904                 bd->bd_wanted = 0;
1905                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1906         }
1907         if (bq != bd->bd_cleanq)
1908                 BD_UNLOCK(bd);
1909 }
1910
1911 static int
1912 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1913 {
1914         struct bufqueue *bq;
1915         int flushed;
1916         int i;
1917
1918         if (bd->bd_lim == 0)
1919                 return (0);
1920         flushed = 0;
1921         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1922                 bq = &bd->bd_subq[i];
1923                 if (bq->bq_len == 0)
1924                         continue;
1925                 BQ_LOCK(bq);
1926                 bd_flush(bd, bq);
1927                 BQ_UNLOCK(bq);
1928                 flushed++;
1929         }
1930
1931         return (flushed);
1932 }
1933
1934 static void
1935 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1936 {
1937         struct bufdomain *bd;
1938
1939         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1940                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1941
1942         bd = bufdomain(bp);
1943         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1944                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1945                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1946                         bq = bd->bd_cleanq;
1947                 BQ_LOCK(bq);
1948                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1949         } else {
1950                 BQ_LOCK(bq);
1951                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1952         }
1953         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1954         bq->bq_len++;
1955         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1956         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1957
1958         /*
1959          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1960          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1961          */
1962         if (unlock)
1963                 BUF_UNLOCK(bp);
1964
1965         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1966                 /*
1967                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1968                  */
1969                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1970                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1971                         bd_flush(bd, bq);
1972         }
1973         BQ_UNLOCK(bq);
1974 }
1975
1976 /*
1977  *      bufkva_free:
1978  *
1979  *      Free the kva allocation for a buffer.
1980  *
1981  */
1982 static void
1983 bufkva_free(struct buf *bp)
1984 {
1985
1986 #ifdef INVARIANTS
1987         if (bp->b_kvasize == 0) {
1988                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1989                     bp->b_data == unmapped_buf,
1990                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1991         } else if (buf_mapped(bp))
1992                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1993         else
1994                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1995 #endif
1996         if (bp->b_kvasize == 0)
1997                 return;
1998
1999         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2000         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2001         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2002         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2003         bp->b_kvasize = 0;
2004 }
2005
2006 /*
2007  *      bufkva_alloc:
2008  *
2009  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2010  */
2011 static int
2012 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2013 {
2014         vm_offset_t addr;
2015         int error;
2016
2017         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2018             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2019
2020         bufkva_free(bp);
2021
2022         addr = 0;
2023         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2024         if (error != 0) {
2025                 /*
2026                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2027                  * to defragment the map.
2028                  */
2029                 return (error);
2030         }
2031         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2032         bp->b_kvasize = maxsize;
2033         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2034         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2035                 bp->b_data = unmapped_buf;
2036                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2037         } else {
2038                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2039                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2040         }
2041         return (0);
2042 }
2043
2044 /*
2045  *      bufkva_reclaim:
2046  *
2047  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2048  *      callback that fires to avoid returning failure.
2049  */
2050 static void
2051 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2052 {
2053         bool done;
2054         int q;
2055         int i;
2056
2057         done = false;
2058         for (i = 0; i < 5; i++) {
2059                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2060                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2061                                 done = true;
2062                 if (done)
2063                         break;
2064         }
2065         return;
2066 }
2067
2068 /*
2069  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2070  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2071  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2072  */
2073 static void
2074 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2075     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2076 {
2077         struct buf *rabp;
2078         struct thread *td;
2079         int i;
2080
2081         td = curthread;
2082
2083         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2084                 if (inmem(vp, *rablkno))
2085                         continue;
2086                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2087                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2088                         brelse(rabp);
2089                         continue;
2090                 }
2091 #ifdef RACCT
2092                 if (racct_enable) {
2093                         PROC_LOCK(curproc);
2094                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2095                         PROC_UNLOCK(curproc);
2096                 }
2097 #endif /* RACCT */
2098                 td->td_ru.ru_inblock++;
2099                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2100                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2101                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2102                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2103                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2104                 }
2105                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2106                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2107                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2108                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2109                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2110                 BUF_KERNPROC(rabp);
2111                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2112                 bstrategy(rabp);
2113         }
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2118  *
2119  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2120  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2121  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2122  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2123  *
2124  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2125  */
2126 int
2127 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2128     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2129     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2130 {
2131         struct buf *bp;
2132         struct thread *td;
2133         int error, readwait, rv;
2134
2135         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2136         td = curthread;
2137         /*
2138          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2139          * are specified.
2140          */
2141         error = getblkx(vp, blkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2142         if (error != 0) {
2143                 *bpp = NULL;
2144                 return (error);
2145         }
2146         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2147         *bpp = bp;
2148
2149         /*
2150          * If not found in cache, do some I/O
2151          */
2152         readwait = 0;
2153         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2154 #ifdef RACCT
2155                 if (racct_enable) {
2156                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2157                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2158                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2159                 }
2160 #endif /* RACCT */
2161                 td->td_ru.ru_inblock++;
2162                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2163                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2164                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2165                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2166                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2167                 }
2168                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2169                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2170                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2171                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2172                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2173                 bstrategy(bp);
2174                 ++readwait;
2175         }
2176
2177         /*
2178          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2179          */
2180         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2181
2182         rv = 0;
2183         if (readwait) {
2184                 rv = bufwait(bp);
2185                 if (rv != 0) {
2186                         brelse(bp);
2187                         *bpp = NULL;
2188                 }
2189         }
2190         return (rv);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2195  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2196  * is invalid.
2197  *
2198  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2199  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2200  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2201  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2202  * here.
2203  */
2204 int
2205 bufwrite(struct buf *bp)
2206 {
2207         int oldflags;
2208         struct vnode *vp;
2209         long space;
2210         int vp_md;
2211
2212         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2213         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2214                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2215                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2216                 brelse(bp);
2217                 return (ENXIO);
2218         }
2219         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2220                 brelse(bp);
2221                 return (0);
2222         }
2223
2224         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2225                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2226
2227         oldflags = bp->b_flags;
2228
2229         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2230             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2231
2232         vp = bp->b_vp;
2233         if (vp)
2234                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2235         else
2236                 vp_md = 0;
2237
2238         /*
2239          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2240          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2241          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2242          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2243          */
2244         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2245         bundirty(bp);
2246
2247         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2248         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2249         bp->b_flags |= B_CACHE;
2250         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2251
2252         vfs_busy_pages(bp, 1);
2253
2254         /*
2255          * Normal bwrites pipeline writes
2256          */
2257         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2258         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2259
2260 #ifdef RACCT
2261         if (racct_enable) {
2262                 PROC_LOCK(curproc);
2263                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2264                 PROC_UNLOCK(curproc);
2265         }
2266 #endif /* RACCT */
2267         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2268         if (oldflags & B_ASYNC)
2269                 BUF_KERNPROC(bp);
2270         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2271         buf_track(bp, __func__);
2272         bstrategy(bp);
2273
2274         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2275                 int rtval = bufwait(bp);
2276                 brelse(bp);
2277                 return (rtval);
2278         } else if (space > hirunningspace) {
2279                 /*
2280                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2281                  * system.  We will not deadlock here because
2282                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2283                  * to complete. We do not block here if it is the update
2284                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2285                  * to deadlock.
2286                  */
2287                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2288                         waitrunningbufspace();
2289         }
2290
2291         return (0);
2292 }
2293
2294 void
2295 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2296 {
2297         struct buf *nbp;
2298
2299         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2300                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2301                 altbufferflushes++;
2302         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2303                 BO_LOCK(bo);
2304                 /*
2305                  * Try to find a buffer to flush.
2306                  */
2307                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2308                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2309                             BUF_LOCK(nbp,
2310                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2311                                 continue;
2312                         if (bp == nbp)
2313                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2314                         BO_UNLOCK(bo);
2315                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2316                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2317                                 BO_LOCK(bo);
2318                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2319                                 continue;
2320                         }
2321                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2322                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2323                         } else {
2324                                 bremfree(nbp);
2325                                 bawrite(nbp);
2326                         }
2327                         dirtybufferflushes++;
2328                         break;
2329                 }
2330                 if (nbp == NULL)
2331                         BO_UNLOCK(bo);
2332         }
2333 }
2334
2335 /*
2336  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2337  * anything if the buffer is marked invalid.
2338  *
2339  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2340  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2341  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2342  * out synchronously.
2343  */
2344 void
2345 bdwrite(struct buf *bp)
2346 {
2347         struct thread *td = curthread;
2348         struct vnode *vp;
2349         struct bufobj *bo;
2350
2351         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2352         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2353         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2354             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2355
2356         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2357                 brelse(bp);
2358                 return;
2359         }
2360
2361         /*
2362          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2363          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2364          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2365          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2366          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2367          */
2368         vp = bp->b_vp;
2369         bo = bp->b_bufobj;
2370         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2371                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2372                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2373                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2374         } else
2375                 recursiveflushes++;
2376
2377         bdirty(bp);
2378         /*
2379          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2380          * true even of NFS now.
2381          */
2382         bp->b_flags |= B_CACHE;
2383
2384         /*
2385          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2386          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2387          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2388          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2389          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2390          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2391          * the bmap then...  So, this is important to do.
2392          */
2393         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2394                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2395         }
2396
2397         buf_track(bp, __func__);
2398
2399         /*
2400          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2401          * pages.
2402          *
2403          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2404          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2405          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2406          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2407          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2408          * or perhaps the cluster will be completed.
2409          */
2410         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2411         bqrelse(bp);
2412
2413         /*
2414          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2415          * due to the softdep code.
2416          */
2417 }
2418
2419 /*
2420  *      bdirty:
2421  *
2422  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2423  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2424  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2425  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2426  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2427  *
2428  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2429  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2430  *      should only be called if the buffer is known-good.
2431  *
2432  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2433  *      count.
2434  *
2435  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2436  */
2437 void
2438 bdirty(struct buf *bp)
2439 {
2440
2441         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2442             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2443         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2444         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2445             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2446         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2447         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2448
2449         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2450                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2451                 reassignbuf(bp);
2452                 bdirtyadd(bp);
2453         }
2454 }
2455
2456 /*
2457  *      bundirty:
2458  *
2459  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2460  *
2461  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2462  *      count.
2463  *      
2464  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2465  */
2466
2467 void
2468 bundirty(struct buf *bp)
2469 {
2470
2471         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2472         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2473         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2474             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2475
2476         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2477                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2478                 reassignbuf(bp);
2479                 bdirtysub(bp);
2480         }
2481         /*
2482          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2483          */
2484         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2485 }
2486
2487 /*
2488  *      bawrite:
2489  *
2490  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2491  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2492  *
2493  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2494  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2495  */
2496 void
2497 bawrite(struct buf *bp)
2498 {
2499
2500         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2501         (void) bwrite(bp);
2502 }
2503
2504 /*
2505  *      babarrierwrite:
2506  *
2507  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2508  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2509  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2510  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2511  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2512  */
2513 void
2514 babarrierwrite(struct buf *bp)
2515 {
2516
2517         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2518         (void) bwrite(bp);
2519 }
2520
2521 /*
2522  *      bbarrierwrite:
2523  *
2524  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2525  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2526  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2527  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2528  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2529  */
2530 int
2531 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2532 {
2533
2534         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2535         return (bwrite(bp));
2536 }
2537
2538 /*
2539  *      bwillwrite:
2540  *
2541  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2542  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2543  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2544  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2545  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2546  */
2547 void
2548 bwillwrite(void)
2549 {
2550
2551         if (buf_dirty_count_severe()) {
2552                 mtx_lock(&bdirtylock);
2553                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2554                         bdirtywait = 1;
2555                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2556                             "flswai", 0);
2557                 }
2558                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2559         }
2560 }
2561
2562 /*
2563  * Return true if we have too many dirty buffers.
2564  */
2565 int
2566 buf_dirty_count_severe(void)
2567 {
2568
2569         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2570 }
2571
2572 /*
2573  *      brelse:
2574  *
2575  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2576  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2577  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2578  */
2579 void
2580 brelse(struct buf *bp)
2581 {
2582         struct mount *v_mnt;
2583         int qindex;
2584
2585         /*
2586          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2587          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2588          */
2589         if (bp == NULL)
2590                 return;
2591         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2592             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2593         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2594             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2595         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2596             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2597
2598         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2599                 /*
2600                  * Do not process, in particular, do not handle the
2601                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2602                  */
2603                 BUF_UNLOCK(bp);
2604                 return;
2605         }
2606
2607         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2608                 bqrelse(bp);
2609                 return;
2610         }
2611
2612         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2613                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2614                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2615                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2616                 bdirty(bp);
2617         }
2618
2619         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2620             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2621                 /*
2622                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2623                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2624                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2625                  * freed.
2626                  */
2627                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2628                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2629         }
2630
2631         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2632             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2633             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2634                 /*
2635                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2636                  * means the device is gone) are treated as being
2637                  * transient.
2638                  *
2639                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2640                  * contract with the local storage device drivers is that
2641                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2642                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2643                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2644                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2645                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2646                  * this entire case should be made obsolete through better
2647                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2648                  *
2649                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2650                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2651                  * to access the buffer to untangle them.
2652                  *
2653                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2654                  */
2655                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2656                 bdirty(bp);
2657         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2658             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2659                 /*
2660                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2661                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2662                  * no longer present.
2663                  */
2664                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2665                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2666                         buf_deallocate(bp);
2667                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2668                         bdirtysub(bp);
2669                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2670                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2671                         allocbuf(bp, 0);
2672                         if (bp->b_vp)
2673                                 brelvp(bp);
2674                 }
2675         }
2676
2677         /*
2678          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2679          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2680          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2681          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2682          * 
2683          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2684          * if B_DELWRI is set.
2685          */
2686         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2687                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2688
2689         /*
2690          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2691          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2692          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2693          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2694          *
2695          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2696          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2697          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2698          *
2699          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2700          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2701          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2702          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2703          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2704          * background write.
2705          */
2706
2707         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2708
2709         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2710             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2711             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2712             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2713                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2714                 allocbuf(bp, 0);
2715         }
2716
2717         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2718             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2719                 allocbuf(bp, 0);
2720                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2721                 if (bp->b_vp != NULL)
2722                         brelvp(bp);
2723         }
2724                         
2725         /*
2726          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2727          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2728          * doesn't find it.
2729          */
2730         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2731             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2732                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2733         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2734                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2735                         bundirty(bp);
2736                 if (bp->b_vp)
2737                         brelvp(bp);
2738         }
2739
2740         buf_track(bp, __func__);
2741
2742         /* buffers with no memory */
2743         if (bp->b_bufsize == 0) {
2744                 buf_free(bp);
2745                 return;
2746         }
2747         /* buffers with junk contents */
2748         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2749             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2750                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2751                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2752                         panic("losing buffer 2");
2753                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2754                 bp->b_flags |= B_AGE;
2755         /* remaining buffers */
2756         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2757                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2758         else
2759                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2760
2761         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2762                 panic("brelse: not dirty");
2763
2764         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2765         /* binsfree unlocks bp. */
2766         binsfree(bp, qindex);
2767 }
2768
2769 /*
2770  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2771  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2772  *
2773  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2774  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2775  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2776  * again soon.
2777  *
2778  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2779  */
2780 void
2781 bqrelse(struct buf *bp)
2782 {
2783         int qindex;
2784
2785         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2786         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2787             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2788
2789         qindex = QUEUE_NONE;
2790         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2791                 /* do not release to free list */
2792                 BUF_UNLOCK(bp);
2793                 return;
2794         }
2795         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2796
2797         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2798                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2799                         bremfreef(bp);
2800                 goto out;
2801         }
2802
2803         /* buffers with stale but valid contents */
2804         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2805             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2806                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2807                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2808                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2809                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2810         } else {
2811                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2812                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2813                         panic("bqrelse: not dirty");
2814                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2815                         brelse(bp);
2816                         return;
2817                 }
2818                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2819         }
2820         buf_track(bp, __func__);
2821         /* binsfree unlocks bp. */
2822         binsfree(bp, qindex);
2823         return;
2824
2825 out:
2826         buf_track(bp, __func__);
2827         /* unlock */
2828         BUF_UNLOCK(bp);
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2833  * restore bogus pages.
2834  */
2835 static void
2836 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2837 {
2838         vm_ooffset_t foff;
2839         vm_page_t m;
2840         vm_object_t obj;
2841         struct vnode *vp __unused;
2842         int i, iosize, resid;
2843         bool bogus;
2844
2845         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2846         KASSERT(REFCOUNT_COUNT(obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2847             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2848             REFCOUNT_COUNT(obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2849
2850         vp = bp->b_vp;
2851         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2852             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2853         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2854             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2855
2856         foff = bp->b_offset;
2857         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2858             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2859
2860         bogus = false;
2861         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2862         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2863         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2864                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2865                 if (resid > iosize)
2866                         resid = iosize;
2867
2868                 /*
2869                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2870                  */
2871                 m = bp->b_pages[i];
2872                 if (m == bogus_page) {
2873                         bogus = true;
2874                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2875                         if (m == NULL)
2876                                 panic("biodone: page disappeared!");
2877                         bp->b_pages[i] = m;
2878                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2879                         /*
2880                          * In the write case, the valid and clean bits are
2881                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2882                          * only need to do this here in the read case.
2883                          */
2884                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2885                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2886                             "has unexpected dirty bits", m));
2887                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2888                 }
2889                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2890                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2891                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2892
2893                 vm_page_sunbusy(m);
2894                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2895                 iosize -= resid;
2896         }
2897         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2898         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2899         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2900                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2901                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2902                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2903         }
2904 }
2905
2906 /*
2907  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2908  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2909  */
2910 static void
2911 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2912 {
2913         vm_object_t obj;
2914         vm_page_t m;
2915         int flags, i, resid, poffset, presid;
2916
2917         if (buf_mapped(bp)) {
2918                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2919                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2920         } else
2921                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2922         /*
2923          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2924          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2925          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2926          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2927          *
2928          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2929          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2930          * m->dirty, etc...). 
2931          *
2932          * See man buf(9) for more information
2933          */
2934         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2935         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2936         resid = bp->b_bufsize;
2937         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2938         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2939         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2940                 m = bp->b_pages[i];
2941                 if (m == bogus_page)
2942                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2943                 bp->b_pages[i] = NULL;
2944
2945                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2946                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2947                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2948                 while (vm_page_xbusied(m))
2949                         vm_page_sleep_if_xbusy(m, "mbncsh");
2950                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2951                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2952                 vm_page_release_locked(m, flags);
2953                 resid -= presid;
2954                 poffset = 0;
2955         }
2956         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2957         bp->b_npages = 0;
2958 }
2959
2960 /*
2961  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2962  */
2963 static void
2964 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2965 {
2966         vm_object_t obj;
2967         vm_page_t m;
2968         int flags, i;
2969
2970         if (bp->b_npages == desiredpages)
2971                 return;
2972
2973         if (buf_mapped(bp)) {
2974                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2975                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2976                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
2977         } else
2978                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2979
2980         /*
2981          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
2982          */
2983         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2984         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
2985                 flags |= VPR_TRYFREE;
2986                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2987                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2988         } else {
2989                 obj = NULL;
2990         }
2991         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2992                 m = bp->b_pages[i];
2993                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
2994                 bp->b_pages[i] = NULL;
2995                 if (obj != NULL)
2996                         vm_page_release_locked(m, flags);
2997                 else
2998                         vm_page_release(m, flags);
2999         }
3000         if (obj != NULL)
3001                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3002         bp->b_npages = desiredpages;
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3007  */
3008 static void
3009 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3010 {
3011         /*
3012          * We are growing the buffer, possibly in a 
3013          * byte-granular fashion.
3014          */
3015         vm_object_t obj;
3016         vm_offset_t toff;
3017         vm_offset_t tinc;
3018         vm_page_t m;
3019
3020         /*
3021          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3022          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3023          * are not valid for the range covered by the buffer.
3024          */
3025         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3026         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3027         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3028                 /*
3029                  * We must allocate system pages since blocking
3030                  * here could interfere with paging I/O, no
3031                  * matter which process we are.
3032                  *
3033                  * Only exclusive busy can be tested here.
3034                  * Blocking on shared busy might lead to
3035                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3036                  * pages are vfs_busy_pages().
3037                  */
3038                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3039                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3040                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3041                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3042                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3043                 bp->b_npages = desiredpages;
3044         }
3045
3046         /*
3047          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3048          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3049          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3050          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3051          * aligned range ( newbsize ).
3052          *
3053          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3054          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3055          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3056          * fails with NFS if the server or some other client
3057          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3058          * B_CACHE may remain set! XXX
3059          */
3060         toff = bp->b_bcount;
3061         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3062         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3063                 vm_pindex_t pi;
3064
3065                 if (tinc > (size - toff))
3066                         tinc = size - toff;
3067                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3068                 m = bp->b_pages[pi];
3069                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3070                 toff += tinc;
3071                 tinc = PAGE_SIZE;
3072         }
3073         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3074
3075         /*
3076          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3077          */
3078         if (buf_mapped(bp))
3079                 bpmap_qenter(bp);
3080         else
3081                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3082 }
3083
3084 /*
3085  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3086  * write.
3087  */
3088 static int
3089 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3090 {
3091         struct buf *bpa;
3092         int match;
3093
3094         match = 0;
3095
3096         /* If the buf isn't in core skip it */
3097         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3098                 return (0);
3099
3100         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3101         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3102                 return (0);
3103
3104         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3105         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3106             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3107                 goto done;
3108
3109         if (bpa->b_bufsize != size)
3110                 goto done;
3111
3112         /*
3113          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3114          * block has been mapped.
3115          */
3116         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3117                 match = 1;
3118 done:
3119         BUF_UNLOCK(bpa);
3120         return (match);
3121 }
3122
3123 /*
3124  *      vfs_bio_awrite:
3125  *
3126  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3127  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3128  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3129  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3130  */
3131 int
3132 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3133 {
3134         struct bufobj *bo;
3135         int i;
3136         int j;
3137         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3138         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3139         int ncl;
3140         int nwritten;
3141         int size;
3142         int maxcl;
3143         int gbflags;
3144
3145         bo = &vp->v_bufobj;
3146         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3147         /*
3148          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3149          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3150          * rather then at the beginning.
3151          */
3152         if ((vp->v_type == VREG) && 
3153             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3154             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3155
3156                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3157                 maxcl = MAXPHYS / size;
3158
3159                 BO_RLOCK(bo);
3160                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3161                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3162                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3163                                 break;
3164
3165                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3166                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3167                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3168                                 break;
3169                 BO_RUNLOCK(bo);
3170                 --j;
3171                 ncl = i + j;
3172                 /*
3173                  * this is a possible cluster write
3174                  */
3175                 if (ncl != 1) {
3176                         BUF_UNLOCK(bp);
3177                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3178                             gbflags);
3179                         return (nwritten);
3180                 }
3181         }
3182         bremfree(bp);
3183         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3184         /*
3185          * default (old) behavior, writing out only one block
3186          *
3187          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3188          */
3189         nwritten = bp->b_bufsize;
3190         (void) bwrite(bp);
3191
3192         return (nwritten);
3193 }
3194
3195 /*
3196  *      getnewbuf_kva:
3197  *
3198  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3199  */
3200 static int
3201 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3202 {
3203
3204         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3205                 /*
3206                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3207                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3208                  */
3209                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3210
3211                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3212                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3213                         return (ENOSPC);
3214         }
3215         return (0);
3216 }
3217
3218 /*
3219  *      getnewbuf:
3220  *
3221  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3222  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3223  *
3224  *      We block if:
3225  *              We have insufficient buffer headers
3226  *              We have insufficient buffer space
3227  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3228  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3229  *
3230  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3231  *      allocbuf() is called.
3232  */
3233 static struct buf *
3234 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3235 {
3236         struct bufdomain *bd;
3237         struct buf *bp;
3238         bool metadata, reserved;
3239
3240         bp = NULL;
3241         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3242             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3243         if (!unmapped_buf_allowed)
3244                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3245
3246         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3247             vp->v_type == VCHR)
3248                 metadata = true;
3249         else
3250                 metadata = false;
3251         if (vp == NULL)
3252                 bd = &bdomain[0];
3253         else
3254                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3255
3256         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3257         reserved = false;
3258         do {
3259                 if (reserved == false &&
3260                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3261                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3262                         continue;
3263                 }
3264                 reserved = true;
3265                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3266                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3267                         continue;
3268                 }
3269                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3270                         return (bp);
3271                 break;
3272         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3273
3274         if (reserved)
3275                 bufspace_release(bd, maxsize);
3276         if (bp != NULL) {
3277                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3278                 brelse(bp);
3279         }
3280         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3281
3282         return (NULL);
3283 }
3284
3285 /*
3286  *      buf_daemon:
3287  *
3288  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3289  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3290  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3291  */
3292 static struct kproc_desc buf_kp = {
3293         "bufdaemon",
3294         buf_daemon,
3295         &bufdaemonproc
3296 };
3297 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3298
3299 static int
3300 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3301 {
3302         int flushed;
3303
3304         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3305         if (flushed == 0) {
3306                 /*
3307                  * Could not find any buffers without rollback
3308                  * dependencies, so just write the first one
3309                  * in the hopes of eventually making progress.
3310                  */
3311                 if (vp != NULL && target > 2)
3312                         target /= 2;
3313                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3314         }
3315         return (flushed);
3316 }
3317
3318 static void
3319 buf_daemon()
3320 {
3321         struct bufdomain *bd;
3322         int speedupreq;
3323         int lodirty;
3324         int i;
3325
3326         /*
3327          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3328          */
3329         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3330             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3331
3332         /*
3333          * Start the buf clean daemons as children threads.
3334          */
3335         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3336                 int error;
3337
3338                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3339                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3340                 if (error)
3341                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3342         }
3343
3344         /*
3345          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3346          */
3347         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3348         mtx_lock(&bdlock);
3349         for (;;) {
3350                 bd_request = 0;
3351                 mtx_unlock(&bdlock);
3352
3353                 kthread_suspend_check();
3354
3355                 /*
3356                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3357                  * requests.
3358                  */
3359                 speedupreq = bd_speedupreq;
3360                 bd_speedupreq = 0;
3361
3362                 /*
3363                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3364                  * the speedup request.
3365                  */
3366                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3367                         bd = &bdomain[i];
3368                         if (speedupreq)
3369                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3370                         else
3371                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3372                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3373                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3374                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3375                                         break;
3376                                 kern_yield(PRI_USER);
3377                         }
3378                 }
3379
3380                 /*
3381                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3382                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3383                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3384                  * built up, within reason.
3385                  *
3386                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3387                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3388                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3389                  */
3390                 mtx_lock(&bdlock);
3391                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3392                         /*
3393                          * We reached our low water mark, reset the
3394                          * request and sleep until we are needed again.
3395                          * The sleep is just so the suspend code works.
3396                          */
3397                         bd_request = 0;
3398                         /*
3399                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3400                          * changed via sysctl and the explicit transition
3401                          * out of shortfall was missed.
3402                          */
3403                         bdirtywakeup();
3404                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3405                                 runningwakeup();
3406                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3407                 } else {
3408                         /*
3409                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3410                          * still have too many dirty buffers, we
3411                          * have to sleep and try again.  (rare)
3412                          */
3413                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3414                 }
3415         }
3416 }
3417
3418 /*
3419  *      flushbufqueues:
3420  *
3421  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3422  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3423  *      particularly sensitive to.
3424  */
3425 static int flushwithdeps = 0;
3426 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3427     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3428
3429 static int
3430 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3431     int flushdeps)
3432 {
3433         struct bufqueue *bq;
3434         struct buf *sentinel;
3435         struct vnode *vp;
3436         struct mount *mp;
3437         struct buf *bp;
3438         int hasdeps;
3439         int flushed;
3440         int error;
3441         bool unlock;
3442
3443         flushed = 0;
3444         bq = &bd->bd_dirtyq;
3445         bp = NULL;
3446         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3447         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3448         BQ_LOCK(bq);
3449         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3450         BQ_UNLOCK(bq);
3451         while (flushed != target) {
3452                 maybe_yield();
3453                 BQ_LOCK(bq);
3454                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3455                 if (bp != NULL) {
3456                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3457                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3458                             b_freelist);
3459                 } else {
3460                         BQ_UNLOCK(bq);
3461                         break;
3462                 }
3463                 /*
3464                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3465                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3466                  *
3467                  * Only flush the buffers that belong to the
3468                  * vnode locked by the curthread.
3469                  */
3470                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3471                     bp->b_vp != lvp)) {
3472                         BQ_UNLOCK(bq);
3473                         continue;
3474                 }
3475                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3476                 BQ_UNLOCK(bq);
3477                 if (error != 0)
3478                         continue;
3479
3480                 /*
3481                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3482                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3483                  */
3484                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3485                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3486                         BUF_UNLOCK(bp);
3487                         continue;
3488                 }
3489                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3490                         bremfreef(bp);
3491                         brelse(bp);
3492                         flushed++;
3493                         continue;
3494                 }
3495
3496                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3497                         if (flushdeps == 0) {
3498                                 BUF_UNLOCK(bp);
3499                                 continue;
3500                         }
3501                         hasdeps = 1;
3502                 } else
3503                         hasdeps = 0;
3504                 /*
3505                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3506                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3507                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3508                  * system.
3509                  *
3510                  * The lock order here is the reverse of the normal
3511                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3512                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3513                  */
3514                 vp = bp->b_vp;
3515                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3516                         BUF_UNLOCK(bp);
3517                         continue;
3518                 }
3519                 if (lvp == NULL) {
3520                         unlock = true;
3521                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3522                 } else {
3523                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3524                         unlock = false;
3525                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3526                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3527                 }
3528                 if (error == 0) {
3529                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3530                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3531                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3532                                 vfs_bio_awrite(bp);
3533                         } else {
3534                                 bremfree(bp);
3535                                 bwrite(bp);
3536                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3537                         }
3538                         vn_finished_write(mp);
3539                         if (unlock)
3540                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3541                         flushwithdeps += hasdeps;
3542                         flushed++;
3543
3544                         /*
3545                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3546                          * vnode lock leads to deadlock.
3547                          */
3548                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3549                             runningbufspace > hirunningspace)
3550                                 waitrunningbufspace();
3551                         continue;
3552                 }
3553                 vn_finished_write(mp);
3554                 BUF_UNLOCK(bp);
3555         }
3556         BQ_LOCK(bq);
3557         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3558         BQ_UNLOCK(bq);
3559         free(sentinel, M_TEMP);
3560         return (flushed);
3561 }
3562
3563 /*
3564  * Check to see if a block is currently memory resident.
3565  */
3566 struct buf *
3567 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3568 {
3569         struct buf *bp;
3570
3571         BO_RLOCK(bo);
3572         bp = gbincore(bo, blkno);
3573         BO_RUNLOCK(bo);
3574         return (bp);
3575 }
3576
3577 /*
3578  * Returns true if no I/O is needed to access the
3579  * associated VM object.  This is like incore except
3580  * it also hunts around in the VM system for the data.
3581  */
3582
3583 static int
3584 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3585 {
3586         vm_object_t obj;
3587         vm_offset_t toff, tinc, size;
3588         vm_page_t m;
3589         vm_ooffset_t off;
3590
3591         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3592
3593         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3594                 return 1;
3595         if (vp->v_mount == NULL)
3596                 return 0;
3597         obj = vp->v_object;
3598         if (obj == NULL)
3599                 return (0);
3600
3601         size = PAGE_SIZE;
3602         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3603                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3604         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3605
3606         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3607         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3608                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3609                 if (!m)
3610                         goto notinmem;
3611                 tinc = size;
3612                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3613                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3614                 if (vm_page_is_valid(m,
3615                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3616                         goto notinmem;
3617         }
3618         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3619         return 1;
3620
3621 notinmem:
3622         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3623         return (0);
3624 }
3625
3626 /*
3627  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3628  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3629  * to the size of the buffer.
3630  *
3631  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3632  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3633  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3634  *
3635  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3636  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3637  */
3638 static void
3639 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3640 {
3641         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3642         vm_page_t m;
3643         int i;
3644
3645         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3646                 return;
3647
3648         foff = bp->b_offset;
3649         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3650             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3651
3652         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3653         vfs_drain_busy_pages(bp);
3654         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3655         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3656                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3657                 eoff = noff;
3658                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3659                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3660                 m = bp->b_pages[i];
3661                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3662                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3663                 foff = noff;
3664         }
3665         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3666 }
3667
3668 static void
3669 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3670 {
3671         vm_object_t object;
3672         int i;
3673
3674         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3675         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3676
3677         /*
3678          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3679          * object has been flushed yet.
3680          */
3681         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3682                 vm_offset_t boffset;
3683                 vm_offset_t eoffset;
3684
3685                 /*
3686                  * test the pages to see if they have been modified directly
3687                  * by users through the VM system.
3688                  */
3689                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3690                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3691
3692                 /*
3693                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3694                  * (eoffset - boffset) bytes.
3695                  */
3696
3697                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3698                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3699                                 break;
3700                 }
3701                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3702
3703                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3704                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3705                                 break;
3706                         }
3707                 }
3708                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3709
3710                 /*
3711                  * Fit it to the buffer.
3712                  */
3713
3714                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3715                         eoffset = bp->b_bcount;
3716
3717                 /*
3718                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3719                  * dirty range.
3720                  */
3721
3722                 if (boffset < eoffset) {
3723                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3724                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3725                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3726                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3727                 }
3728         }
3729 }
3730
3731 /*
3732  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3733  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3734  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3735  */
3736 static void
3737 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3738 {
3739         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3740         off_t offset;
3741
3742         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3743             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3744         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3745             bp->b_data == unmapped_buf &&
3746             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3747         if (!need_mapping && !need_kva)
3748                 return;
3749
3750         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3751
3752         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3753                 /*
3754                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3755                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3756                  * allocated space.
3757                  */
3758                 goto has_addr;
3759         }
3760
3761         /*
3762          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3763          * if the buffer was mapped.
3764          */
3765         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3766         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3767         offset = blkno * bsize;
3768         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3769         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3770
3771         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3772                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3773                         /*
3774                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3775                          * succeed, not sure what else to do.
3776                          */
3777                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3778                 }
3779                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3780                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3781         }
3782 has_addr:
3783         if (need_mapping) {
3784                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3785                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3786                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3787                 bpmap_qenter(bp);
3788         }
3789 }
3790
3791 struct buf *
3792 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3793     int flags)
3794 {
3795         struct buf *bp;
3796         int error;
3797
3798         error = getblkx(vp, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3799         if (error != 0)
3800                 return (NULL);
3801         return (bp);
3802 }
3803
3804 /*
3805  *      getblkx:
3806  *
3807  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3808  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3809  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3810  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3811  *      READ.
3812  *
3813  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3814  *      an existing buffer.
3815  *
3816  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3817  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3818  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3819  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3820  *
3821  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3822  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3823  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3824  *      backing VM.
3825  *
3826  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3827  *      B_CACHE bit is clear.
3828  *      
3829  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3830  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3831  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3832  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3833  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3834  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3835  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3836  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3837  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3838  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3839  */
3840 int
3841 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3842     int flags, struct buf **bpp)
3843 {
3844         struct buf *bp;
3845         struct bufobj *bo;
3846         daddr_t d_blkno;
3847         int bsize, error, maxsize, vmio;
3848         off_t offset;
3849
3850         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3851         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3852             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3853         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3854         if (size > maxbcachebuf)
3855                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3856                     maxbcachebuf);
3857         if (!unmapped_buf_allowed)
3858                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3859
3860         bo = &vp->v_bufobj;
3861         d_blkno = blkno;
3862 loop:
3863         BO_RLOCK(bo);
3864         bp = gbincore(bo, blkno);
3865         if (bp != NULL) {
3866                 int lockflags;
3867                 /*
3868                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3869                  * it must be on a queue.
3870                  */
3871                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3872
3873                 if ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0)
3874                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3875
3876                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3877                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3878
3879                 /*
3880                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3881                  * the buffer changed identities.
3882                  */
3883                 if (error == ENOLCK)
3884                         goto loop;
3885                 /* We timed out or were interrupted. */
3886                 else if (error != 0)
3887                         return (error);
3888                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3889                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3890                         goto end;
3891
3892                 /*
3893                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3894                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3895                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3896                  * backing VM cache.
3897                  */
3898                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3899                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3900                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3901                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3902                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3903                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3904                 else
3905                         bremfree(bp);
3906
3907                 /*
3908                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3909                  */
3910                 if (bp->b_bcount != size) {
3911                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3912                             (size > bp->b_kvasize)) {
3913                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3914                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3915                                         bwrite(bp);
3916                                 } else {
3917                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3918                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3919                                                 brelse(bp);
3920                                         } else {
3921                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3922                                                 bwrite(bp);
3923                                         }
3924                                 }
3925                                 goto loop;
3926                         }
3927                 }
3928
3929                 /*
3930                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3931                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3932                  * reservation is requested.
3933                  */
3934                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3935
3936                 /*
3937                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3938                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3939                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3940                  * unchanged from its previous state.
3941                  */
3942                 allocbuf(bp, size);
3943
3944                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3945                     ("getblk: no buffer offset"));
3946
3947                 /*
3948                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3949                  * be committed before we can return the buffer in
3950                  * order to prevent the caller from issuing a read
3951                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3952                  * it.
3953                  *
3954                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3955                  * operate properly either because they assume they
3956                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3957                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3958                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3959                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3960                  * preventing further loops.
3961                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3962                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3963                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3964                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3965                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3966                  * after the write.
3967                  *
3968                  * We might be able to do something fancy, like setting
3969                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3970                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3971                  * confusing.  This is much easier.
3972                  */
3973
3974                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3975                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3976                         bwrite(bp);
3977                         goto loop;
3978                 }
3979                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3980         } else {
3981                 /*
3982                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3983                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3984                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3985                  */
3986                 BO_RUNLOCK(bo);
3987                 /*
3988                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3989                  * here.
3990                  */
3991                 if (flags & GB_NOCREAT)
3992                         return (EEXIST);
3993
3994                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3995                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3996                 offset = blkno * bsize;
3997                 vmio = vp->v_object != NULL;
3998                 if (vmio) {
3999                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4000                 } else {
4001                         maxsize = size;
4002                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4003                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4004                 }
4005                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4006                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4007                     !vn_isdisk(vp, NULL)) {
4008                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4009                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4010                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4011                             vp));
4012                         if (error != 0)
4013                                 return (error);
4014                         if (d_blkno == -1)
4015                                 return (EJUSTRETURN);
4016                 }
4017
4018                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4019                 if (bp == NULL) {
4020                         if (slpflag || slptimeo)
4021                                 return (ETIMEDOUT);
4022                         /*
4023                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4024                          * enough to work under very low memory conditions.
4025                          *
4026                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4027                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4028                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4029                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4030                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4031                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4032                          * This never happens because we never yield.
4033                          *
4034                          * The real solution is to identify and fix these cases
4035                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4036                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4037                          */
4038                         kern_yield(PRI_USER);
4039                         goto loop;
4040                 }
4041
4042                 /*
4043                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4044                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4045                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4046                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4047                  * throw away the one we just created.
4048                  *
4049                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4050                  * with the vp especially considering limitations in
4051                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4052                  * lblkno's.
4053                  */
4054                 BO_LOCK(bo);
4055                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4056                         BO_UNLOCK(bo);
4057                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4058                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4059                         brelse(bp);
4060                         goto loop;
4061                 }
4062
4063                 /*
4064                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4065                  * be found by incore.
4066                  */
4067                 bp->b_lblkno = blkno;
4068                 bp->b_blkno = d_blkno;
4069                 bp->b_offset = offset;
4070                 bgetvp(vp, bp);
4071                 BO_UNLOCK(bo);
4072
4073                 /*
4074                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4075                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4076                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4077                  * backing store for validity.
4078                  */
4079
4080                 if (vmio) {
4081                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4082                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4083                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4084                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4085                 } else {
4086                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4087                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4088                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4089                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4090                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4091                 }
4092
4093                 allocbuf(bp, size);
4094                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4095                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4096         }
4097         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4098 end:
4099         buf_track(bp, __func__);
4100         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4101             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4102         *bpp = bp;
4103         return (0);
4104 }
4105
4106 /*
4107  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4108  * set to B_INVAL.
4109  */
4110 struct buf *
4111 geteblk(int size, int flags)
4112 {
4113         struct buf *bp;
4114         int maxsize;
4115
4116         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4117         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4118                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4119                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4120                         return (NULL);
4121         }
4122         allocbuf(bp, size);
4123         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4124         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4125         return (bp);
4126 }
4127
4128 /*
4129  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4130  */
4131 static void
4132 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4133 {
4134
4135         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4136                 /*
4137                  * malloced buffers are not shrunk
4138                  */
4139                 if (newbsize == 0) {
4140                         bufmallocadjust(bp, 0);
4141                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4142                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4143                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4144                 }
4145                 return;
4146         }
4147         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4148         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4149 }
4150
4151 /*
4152  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4153  */
4154 static void
4155 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4156 {
4157         caddr_t origbuf;
4158         int origbufsize;
4159
4160         /*
4161          * We only use malloced memory on the first allocation.
4162          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4163          * grows.
4164          *
4165          * There is a potential smp race here that could lead
4166          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4167          * is probably extremely rare and not worth worrying
4168          * over.
4169          */
4170         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4171             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4172                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4173                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4174                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4175                 return;
4176         }
4177
4178         /*
4179          * If the buffer is growing on its other-than-first
4180          * allocation then we revert to the page-allocation
4181          * scheme.
4182          */
4183         origbuf = NULL;
4184         origbufsize = 0;
4185         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4186                 origbuf = bp->b_data;
4187                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4188                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4189                 bufmallocadjust(bp, 0);
4190                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4191                 newbsize = round_page(newbsize);
4192         }
4193         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4194             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4195         if (origbuf != NULL) {
4196                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4197                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4198         }
4199         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4200 }
4201
4202 /*
4203  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4204  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4205  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4206  * resize a buffer up or down.
4207  *
4208  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4209  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4210  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4211  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4212  *
4213  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4214  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4215  */
4216 int
4217 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4218 {
4219         int newbsize;
4220
4221         if (bp->b_bcount == size)
4222                 return (1);
4223
4224         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4225                 panic("allocbuf: buffer too small");
4226
4227         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4228         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4229                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4230                         newbsize = round_page(newbsize);
4231                 /*
4232                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4233                  * mess with B_CACHE.
4234                  */
4235                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4236                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4237                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4238                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4239         } else {
4240                 int desiredpages;
4241
4242                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4243                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4244
4245                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4246                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4247                 /*
4248                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4249                  * 0-length.
4250                  */
4251                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4252                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4253
4254                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4255                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4256                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4257                 else if (size > bp->b_bcount)
4258                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4259                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4260         }
4261         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4262         return (1);
4263 }
4264
4265 extern int inflight_transient_maps;
4266
4267 static struct bio_queue nondump_bios;
4268
4269 void
4270 biodone(struct bio *bp)
4271 {
4272         struct mtx *mtxp;
4273         void (*done)(struct bio *);
4274         vm_offset_t start, end;
4275
4276         biotrack(bp, __func__);
4277
4278         /*
4279          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4280          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4281          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4282          * to keep the system usable after it has been resumed.
4283          */
4284         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4285                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4286                 return;
4287         }
4288         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4289                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4290                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4291                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4292                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4293                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4294                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4295                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4296                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4297         }
4298         done = bp->bio_done;
4299         if (done == NULL) {
4300                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4301                 mtx_lock(mtxp);
4302                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4303                 wakeup(bp);
4304                 mtx_unlock(mtxp);
4305         } else
4306                 done(bp);
4307 }
4308
4309 /*
4310  * Wait for a BIO to finish.
4311  */
4312 int
4313 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4314 {
4315         struct mtx *mtxp;
4316
4317         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4318         mtx_lock(mtxp);
4319         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4320                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4321         mtx_unlock(mtxp);
4322         if (bp->bio_error != 0)
4323                 return (bp->bio_error);
4324         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4325                 return (0);
4326         return (EIO);
4327 }
4328
4329 void
4330 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4331 {
4332         
4333         if (error) {
4334                 bp->bio_error = error;
4335                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4336         }
4337         if (stat != NULL)
4338                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4339         biodone(bp);
4340 }
4341
4342 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4343 void
4344 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4345 {
4346
4347         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4348 }
4349 #endif
4350
4351 /*
4352  *      bufwait:
4353  *
4354  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4355  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4356  *      error and cleared.
4357  */
4358 int
4359 bufwait(struct buf *bp)
4360 {
4361         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4362                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4363         else
4364                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4365         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4366                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4367                 return (EINTR);
4368         }
4369         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4370                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4371         } else {
4372                 return (0);
4373         }
4374 }
4375
4376 /*
4377  *      bufdone:
4378  *
4379  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4380  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4381  *      not allowed.
4382  *
4383  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4384  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4385  *      assuming B_INVAL is clear.
4386  *
4387  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4388  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4389  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4390  *
4391  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4392  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4393  *      in the biodone routine.
4394  */
4395 void
4396 bufdone(struct buf *bp)
4397 {
4398         struct bufobj *dropobj;
4399         void    (*biodone)(struct buf *);
4400
4401         buf_track(bp, __func__);
4402         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4403         dropobj = NULL;
4404
4405         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4406
4407         runningbufwakeup(bp);
4408         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4409                 dropobj = bp->b_bufobj;
4410         /* call optional completion function if requested */
4411         if (bp->b_iodone != NULL) {
4412                 biodone = bp->b_iodone;
4413                 bp->b_iodone = NULL;
4414                 (*biodone) (bp);
4415                 if (dropobj)
4416                         bufobj_wdrop(dropobj);
4417                 return;
4418         }
4419         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4420                 /*
4421                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4422                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4423                  * routines.
4424                  */
4425                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4426                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4427                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4428                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4429                 vfs_vmio_iodone(bp);
4430         }
4431         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4432                 buf_complete(bp);
4433         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4434                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4435                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4436                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4437                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4438         }
4439         /*
4440          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4441          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4442          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4443          */
4444         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4445                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4446                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4447                         brelse(bp);
4448                 else
4449                         bqrelse(bp);
4450         } else
4451                 bdone(bp);
4452         if (dropobj)
4453                 bufobj_wdrop(dropobj);
4454 }
4455
4456 /*
4457  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4458  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4459  * consistent.
4460  */
4461 void
4462 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4463 {
4464         int i;
4465         vm_object_t obj;
4466         vm_page_t m;
4467
4468         runningbufwakeup(bp);
4469         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4470                 return;
4471
4472         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4473         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4474         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4475                 m = bp->b_pages[i];
4476                 if (m == bogus_page) {
4477                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4478                         if (!m)
4479                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4480                         bp->b_pages[i] = m;
4481                         if (buf_mapped(bp)) {
4482                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4483                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4484                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4485                         } else
4486                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4487                 }
4488                 vm_page_sunbusy(m);
4489         }
4490         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4491         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4492 }
4493
4494 /*
4495  * vfs_page_set_valid:
4496  *
4497  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4498  *      range is restricted to the buffer's size.
4499  *
4500  *      This routine is typically called after a read completes.
4501  */
4502 static void
4503 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4504 {
4505         vm_ooffset_t eoff;
4506
4507         /*
4508          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4509          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4510          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4511          * allocation size of the buffer.
4512          */
4513         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4514         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4515                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4516
4517         /*
4518          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4519          * entire page.
4520          */
4521         if (eoff > off)
4522                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4523 }
4524
4525 /*
4526  * vfs_page_set_validclean:
4527  *
4528  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4529  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4530  */
4531 static void
4532 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4533 {
4534         vm_ooffset_t soff, eoff;
4535
4536         /*
4537          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4538          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4539          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4540          * of the buffer.
4541          */
4542         soff = off;
4543         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4544         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4545                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4546
4547         /*
4548          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4549          * entire page.
4550          */
4551         if (eoff > soff) {
4552                 vm_page_set_validclean(
4553                     m,
4554                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4555                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4556                 );
4557         }
4558 }
4559
4560 /*
4561  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4562  * exclusive busy, drain it.
4563  */
4564 void
4565 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4566 {
4567         vm_page_t m;
4568         int i, last_busied;
4569
4570         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4571         last_busied = 0;
4572         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4573                 m = bp->b_pages[i];
4574                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4575                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4576                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4577                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4578                                 vm_page_sleep_if_xbusy(m, "vbpage");
4579                         }
4580                 }
4581         }
4582         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4583                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4584 }
4585
4586 /*
4587  * This routine is called before a device strategy routine.
4588  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4589  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4590  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4591  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4592  * inconsistent.
4593  *
4594  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4595  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4596  * and should be ignored.
4597  */
4598 void
4599 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4600 {
4601         vm_object_t obj;
4602         vm_ooffset_t foff;
4603         vm_page_t m;
4604         int i;
4605         bool bogus;
4606
4607         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4608                 return;
4609
4610         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4611         foff = bp->b_offset;
4612         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4613             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4614         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4615         vfs_drain_busy_pages(bp);
4616         if (bp->b_bufsize != 0)
4617                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4618         bogus = false;
4619         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4620                 m = bp->b_pages[i];
4621
4622                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4623                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4624                         vm_page_sbusy(m);
4625                 }
4626                 /*
4627                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4628                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4629                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4630                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4631                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4632                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4633                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4634                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4635                  * first place ).  The replacement prevents the read
4636                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4637                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4638                  * It may not work properly with small-block devices.
4639                  * We need to find a better way.
4640                  */
4641                 if (clear_modify) {
4642                         pmap_remove_write(m);
4643                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4644                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4645                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4646                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4647                         bogus = true;
4648                 }
4649                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4650         }
4651         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4652         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4653                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4654                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4655                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4656         }
4657 }
4658
4659 /*
4660  *      vfs_bio_set_valid:
4661  *
4662  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4663  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4664  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4665  *      page.
4666  */
4667 void   
4668 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4669 {
4670         int i, n;
4671         vm_page_t m;
4672
4673         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4674                 return;
4675
4676         /*
4677          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4678          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4679          * first page that can be validated.
4680          */
4681         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4682         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4683
4684         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4685         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4686                 m = bp->b_pages[i];
4687                 if (n > size)
4688                         n = size;
4689                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4690                 base += n;
4691                 size -= n;
4692                 n = PAGE_SIZE;
4693         }
4694         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4695 }
4696
4697 /*
4698  *      vfs_bio_clrbuf:
4699  *
4700  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4701  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4702  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4703  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4704  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4705  *
4706  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4707  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4708  */
4709 void
4710 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4711 {
4712         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4713
4714         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4715                 clrbuf(bp);
4716                 return;
4717         }
4718         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4719         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4720         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4721         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4722             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4723                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4724                         goto unlock;
4725                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4726                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4727                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4728                         goto unlock;
4729                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4730                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4731                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4732                         goto unlock;
4733                 }
4734         }
4735         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4736         slide = 0;
4737         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4738                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4739                 ea = slide & PAGE_MASK;
4740                 if (ea == 0)
4741                         ea = PAGE_SIZE;
4742                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4743                         continue;
4744                 j = sa / DEV_BSIZE;
4745                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4746                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4747                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4748                         continue;
4749                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4750                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4751                 else {
4752                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4753                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4754                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4755                                             sa, DEV_BSIZE);
4756                                 }
4757                         }
4758                 }
4759                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4760         }
4761 unlock:
4762         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4763         bp->b_resid = 0;
4764 }
4765
4766 void
4767 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4768 {
4769         vm_page_t m;
4770         int i, n;
4771
4772         if (buf_mapped(bp)) {
4773                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4774                 bzero(bp->b_data + base, size);
4775         } else {
4776                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4777                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4778                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4779                         m = bp->b_pages[i];
4780                         if (n > size)
4781                                 n = size;
4782                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4783                         base += n;
4784                         size -= n;
4785                         n = PAGE_SIZE;
4786                 }
4787         }
4788 }
4789
4790 /*
4791  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4792  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4793  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4794  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4795  */
4796 static void
4797 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4798 {
4799
4800         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4801             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4802
4803         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4804                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4805         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4806                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4807         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4808                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4809                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4810                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4811                 if (release)
4812                         brelse(bp);
4813         } else if (release)
4814                 bqrelse(bp);
4815 }
4816
4817 void
4818 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4819 {
4820
4821         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4822 }
4823
4824 void
4825 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4826 {
4827
4828         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4829 }
4830
4831 /*
4832  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4833  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4834  * not associated with a file object.
4835  */
4836 static void
4837 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4838 {
4839         vm_offset_t pg;
4840         vm_page_t p;
4841         int index;
4842
4843         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4844
4845         to = round_page(to);
4846         from = round_page(from);
4847         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4848
4849         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4850                 /*
4851                  * note: must allocate system pages since blocking here
4852                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4853                  * process we are.
4854                  */
4855                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4856                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4857                     VM_ALLOC_WAITOK);
4858                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4859                 bp->b_pages[index] = p;
4860         }
4861         bp->b_npages = index;
4862 }
4863
4864 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4865 static void
4866 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4867 {
4868         vm_offset_t from;
4869         vm_page_t p;
4870         int index, newnpages;
4871
4872         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4873
4874         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4875         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4876         if (bp->b_npages > newnpages)
4877                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4878         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4879                 p = bp->b_pages[index];
4880                 bp->b_pages[index] = NULL;
4881                 vm_page_unwire_noq(p);
4882                 vm_page_free(p);
4883         }
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 __unused;
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\n",
5294             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5295             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5296         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5297             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5298             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5299         db_printf(
5300             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5301             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5302             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5303             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5304             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5305             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5306         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5307             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5308         if (bp->b_npages) {
5309                 int i;
5310                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5311                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5312                         vm_page_t m;
5313                         m = bp->b_pages[i];
5314                         if (m != NULL)
5315                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5316                                     (u_long)m->pindex,
5317                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5318                         else
5319                                 db_printf("( ??? )");
5320                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5321                                 db_printf(",");
5322                 }
5323                 db_printf("\n");
5324         }
5325         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5326 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5327         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5328
5329         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5330         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5331                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5332                         continue;
5333                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5334                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5335         }
5336 #elif defined(BUF_TRACKING)
5337         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5338 #endif
5339         db_printf(" ");
5340 }
5341
5342 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5343 {
5344         struct bufdomain *bd;
5345         struct buf *bp;
5346         long total;
5347         int i, j, cnt;
5348
5349         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5350
5351         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5352                 bd = &bdomain[i];
5353                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5354                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5355                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5356                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5357                 db_printf("\n");
5358                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5359                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5360                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5361                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5362                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5363                 db_printf("\n");
5364                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5365                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5366                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5367                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5368                 db_printf("\n");
5369                 total = 0;
5370                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5371                         total += bp->b_bufsize;
5372                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5373                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5374                 total = 0;
5375                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5376                         total += bp->b_bufsize;
5377                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5378                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5379                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5380                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5381                 db_printf("\tCPU ");
5382                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5383                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5384                 db_printf("\n");
5385                 cnt = 0;
5386                 total = 0;
5387                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5388                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5389                                 cnt++;
5390                                 total += buf[j].b_bufsize;
5391                         }
5392                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5393                 cnt = 0;
5394                 total = 0;
5395                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5396                         if (buf[j].b_domain == i) {
5397                                 cnt++;
5398                                 total += buf[j].b_bufsize;
5399                         }
5400                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5401         }
5402 }
5403
5404 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5405 {
5406         struct buf *bp;
5407         int i;
5408
5409         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5410                 bp = &buf[i];
5411                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5412                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5413                         db_printf("\n");
5414                         if (db_pager_quit)
5415                                 break;
5416                 }
5417         }
5418 }
5419
5420 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5421 {
5422         struct vnode *vp;
5423         struct buf *bp;
5424
5425         if (!have_addr) {
5426                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5427                 return;
5428         }
5429         vp = (struct vnode *)addr;
5430         db_printf("Clean buffers:\n");
5431         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5432                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5433                 db_printf("\n");
5434         }
5435         db_printf("Dirty buffers:\n");
5436         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5437                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5438                 db_printf("\n");
5439         }
5440 }
5441
5442 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5443 {
5444         struct buf *bp;
5445         int i, used = 0, nfree = 0;
5446
5447         if (have_addr) {
5448                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5449                 return;
5450         }
5451
5452         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5453                 bp = &buf[i];
5454                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5455                         nfree++;
5456                 else
5457                         used++;
5458         }
5459
5460         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5461             nfree + used);
5462         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5463 }
5464 #endif /* DDB */