]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Fix missing pfctl(8) tunable.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/racct.h>
65 #include <sys/resourcevar.h>
66 #include <sys/rwlock.h>
67 #include <sys/smp.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/sysproto.h>
70 #include <sys/vmem.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/vnode.h>
73 #include <sys/watchdog.h>
74 #include <geom/geom.h>
75 #include <vm/vm.h>
76 #include <vm/vm_param.h>
77 #include <vm/vm_kern.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_page.h>
80 #include <vm/vm_pageout.h>
81 #include <vm/vm_pager.h>
82 #include <vm/vm_extern.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/swap_pager.h>
85 #include "opt_compat.h"
86 #include "opt_swap.h"
87
88 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
89
90 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
91
92 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
93         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
94         .bop_write      =       bufwrite,
95         .bop_strategy   =       bufstrategy,
96         .bop_sync       =       bufsync,
97         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
98 };
99
100 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
101 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
102 caddr_t unmapped_buf;
103
104 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
105 struct proc *bufdaemonproc;
106 struct proc *bufspacedaemonproc;
107
108 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
109 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
110 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
111                 vm_offset_t to);
112 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
113 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
114                 vm_page_t m);
115 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
116 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
117 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
118 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
119 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
120 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
121                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
122 static int buf_flush(struct vnode *vp, int);
123 static int buf_recycle(bool);
124 static int buf_scan(bool);
125 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
126 static void buf_daemon(void);
127 static void bremfreel(struct buf *bp);
128 static __inline void bd_wakeup(void);
129 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
130 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
131 static void bufkva_free(struct buf *);
132 static int buf_import(void *, void **, int, int);
133 static void buf_release(void *, void **, int);
134 static void maxbcachebuf_adjust(void);
135
136 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
137     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
138 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
139 #endif
140
141 int vmiodirenable = TRUE;
142 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
143     "Use the VM system for directory writes");
144 long runningbufspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
146     "Amount of presently outstanding async buffer io");
147 static long bufspace;
148 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
149     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
150 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
151     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
152 #else
153 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
154     "Physical memory used for buffers");
155 #endif
156 static long bufkvaspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace, 0,
158     "Kernel virtual memory used for buffers");
159 static long maxbufspace;
160 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufspace, 0,
161     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
162 static long bufmallocspace;
163 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
164     "Amount of malloced memory for buffers");
165 static long maxbufmallocspace;
166 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
167     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
168 static long lobufspace;
169 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RW, &lobufspace, 0,
170     "Minimum amount of buffers we want to have");
171 long hibufspace;
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RW, &hibufspace, 0,
173     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
174 long bufspacethresh;
175 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh, CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
176     0, "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
177 static int buffreekvacnt;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
179     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
180 static int bufdefragcnt;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
182     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
183 static long lorunningspace;
184 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
185     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
186     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
187 static long hirunningspace;
188 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
189     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
190     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
191 int dirtybufferflushes;
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
193     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
194 int bdwriteskip;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
196     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
197 int altbufferflushes;
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
199     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
200 static int recursiveflushes;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
202     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
203 static int numdirtybuffers;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
205     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
206 static int lodirtybuffers;
207 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
208     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
209 static int hidirtybuffers;
210 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
211     "When the number of dirty buffers is considered severe");
212 int dirtybufthresh;
213 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
214     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
215 static int numfreebuffers;
216 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
217     "Number of free buffers");
218 static int lofreebuffers;
219 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
220    "Target number of free buffers");
221 static int hifreebuffers;
222 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
223    "Threshold for clean buffer recycling");
224 static int getnewbufcalls;
225 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
226    "Number of calls to getnewbuf");
227 static int getnewbufrestarts;
228 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
229     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
230 static int mappingrestarts;
231 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
232     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
233     "unmapped buffer");
234 static int numbufallocfails;
235 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW, &numbufallocfails, 0,
236     "Number of times buffer allocations failed");
237 static int flushbufqtarget = 100;
238 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
239     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
240 static long notbufdflushes;
241 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
242     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
243 static long barrierwrites;
244 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
245     "Number of barrier writes");
246 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
247     &unmapped_buf_allowed, 0,
248     "Permit the use of the unmapped i/o");
249 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
250 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
251     "Maximum size of a buffer cache block");
252
253 /*
254  * This lock synchronizes access to bd_request.
255  */
256 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
257
258 /*
259  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
260  * waitrunningbufspace().
261  */
262 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
263
264 /*
265  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
266  */
267 static struct rwlock_padalign __exclusive_cache_line nblock;
268
269 /*
270  * Lock that protects bdirtywait.
271  */
272 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
273
274 /*
275  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
276  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
277  * is idling.
278  */
279 static int bd_request;
280
281 /*
282  * Request/wakeup point for the bufspace daemon.
283  */
284 static int bufspace_request;
285
286 /*
287  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
288  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
289  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
290  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
291  */
292 static int bd_speedupreq;
293
294 /*
295  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers
296  * this is a temporary solution to the problem, but it is not
297  * really that bad.  it would be better to split the buffer
298  * for input in the case of buffers partially already in memory,
299  * but the code is intricate enough already.
300  */
301 vm_page_t bogus_page;
302
303 /*
304  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
305  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
306  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
307  */
308 static int runningbufreq;
309
310 /* 
311  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
312  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
313  * by and/or.
314  * Used in numdirtywakeup(), bufspace_wakeup(), bwillwrite(),
315  * getnewbuf(), and getblk().
316  */
317 static volatile int needsbuffer;
318
319 /*
320  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
321  */
322 static int bdirtywait;
323
324 /*
325  * Definitions for the buffer free lists.
326  */
327 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
328 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
329 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
330 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
331 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
332
333 /* Maximum number of clean buffer queues. */
334 #define CLEAN_QUEUES    16
335
336 /* Configured number of clean queues. */
337 static int clean_queues;
338
339 /* Maximum number of buffer queues. */
340 #define BUFFER_QUEUES   (QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES)
341
342 /* Queues for free buffers with various properties */
343 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
344 #ifdef INVARIANTS
345 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
346 #endif
347
348 /*
349  * Lock for each bufqueue
350  */
351 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bqlocks[BUFFER_QUEUES];
352
353 /*
354  * per-cpu empty buffer cache.
355  */
356 uma_zone_t buf_zone;
357
358 /*
359  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
360  * buf_wmesg is referred from macros.
361  */
362 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
363
364 static int
365 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
366 {
367         long value;
368         int error;
369
370         value = *(long *)arg1;
371         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
372         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
373                 return (error);
374         mtx_lock(&rbreqlock);
375         if (arg1 == &hirunningspace) {
376                 if (value < lorunningspace)
377                         error = EINVAL;
378                 else
379                         hirunningspace = value;
380         } else {
381                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
382                     ("%s: unknown arg1", __func__));
383                 if (value > hirunningspace)
384                         error = EINVAL;
385                 else
386                         lorunningspace = value;
387         }
388         mtx_unlock(&rbreqlock);
389         return (error);
390 }
391
392 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
393     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
394 static int
395 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
396 {
397         long lvalue;
398         int ivalue;
399
400         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
401                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
402         lvalue = *(long *)arg1;
403         if (lvalue > INT_MAX)
404                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
405                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
406         ivalue = lvalue;
407         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
408 }
409 #endif
410
411 static int
412 bqcleanq(void)
413 {
414         static int nextq;
415
416         return ((atomic_fetchadd_int(&nextq, 1) % clean_queues) + QUEUE_CLEAN);
417 }
418
419 static int
420 bqisclean(int qindex)
421 {
422
423         return (qindex >= QUEUE_CLEAN && qindex < QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES);
424 }
425
426 /*
427  *      bqlock:
428  *
429  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
430  */
431 static inline struct mtx *
432 bqlock(int qindex)
433 {
434
435         return (struct mtx *)&bqlocks[qindex];
436 }
437
438 /*
439  *      bdirtywakeup:
440  *
441  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
442  */
443 static void
444 bdirtywakeup(void)
445 {
446         mtx_lock(&bdirtylock);
447         if (bdirtywait) {
448                 bdirtywait = 0;
449                 wakeup(&bdirtywait);
450         }
451         mtx_unlock(&bdirtylock);
452 }
453
454 /*
455  *      bdirtysub:
456  *
457  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
458  *      threads blocked in bwillwrite().
459  */
460 static void
461 bdirtysub(void)
462 {
463
464         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
465             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
466                 bdirtywakeup();
467 }
468
469 /*
470  *      bdirtyadd:
471  *
472  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
473  *      daemon if needed.
474  */
475 static void
476 bdirtyadd(void)
477 {
478
479         /*
480          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
481          * buf daemon will keep running until the condition clears.
482          */
483         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
484             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
485                 bd_wakeup();
486 }
487
488 /*
489  *      bufspace_wakeup:
490  *
491  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
492  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
493  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
494  *      bp's get placed back in the queues.
495  */
496 static void
497 bufspace_wakeup(void)
498 {
499
500         /*
501          * If someone is waiting for bufspace, wake them up.
502          *
503          * Since needsbuffer is set prior to doing an additional queue
504          * scan it is safe to check for the flag prior to acquiring the
505          * lock.  The thread that is preparing to scan again before
506          * blocking would discover the buf we released.
507          */
508         if (needsbuffer) {
509                 rw_rlock(&nblock);
510                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, 1, 0) == 1)
511                         wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
512                 rw_runlock(&nblock);
513         }
514 }
515
516 /*
517  *      bufspace_daemonwakeup:
518  *
519  *      Wakeup the daemon responsible for freeing clean bufs.
520  */
521 static void
522 bufspace_daemonwakeup(void)
523 {
524         rw_rlock(&nblock);
525         if (bufspace_request == 0) {
526                 bufspace_request = 1;
527                 wakeup(&bufspace_request);
528         }
529         rw_runlock(&nblock);
530 }
531
532 /*
533  *      bufspace_adjust:
534  *
535  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
536  *      waking any waiters.
537  */
538 static void
539 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
540 {
541         long space;
542         int diff;
543
544         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
545             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
546         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
547         if (diff < 0) {
548                 atomic_subtract_long(&bufspace, -diff);
549                 bufspace_wakeup();
550         } else {
551                 space = atomic_fetchadd_long(&bufspace, diff);
552                 /* Wake up the daemon on the transition. */
553                 if (space < bufspacethresh && space + diff >= bufspacethresh)
554                         bufspace_daemonwakeup();
555         }
556         bp->b_bufsize = bufsize;
557 }
558
559 /*
560  *      bufspace_reserve:
561  *
562  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
563  *      different space limit than data.
564  */
565 static int
566 bufspace_reserve(int size, bool metadata)
567 {
568         long limit;
569         long space;
570
571         if (metadata)
572                 limit = maxbufspace;
573         else
574                 limit = hibufspace;
575         do {
576                 space = bufspace;
577                 if (space + size > limit)
578                         return (ENOSPC);
579         } while (atomic_cmpset_long(&bufspace, space, space + size) == 0);
580
581         /* Wake up the daemon on the transition. */
582         if (space < bufspacethresh && space + size >= bufspacethresh)
583                 bufspace_daemonwakeup();
584
585         return (0);
586 }
587
588 /*
589  *      bufspace_release:
590  *
591  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
592  */
593 static void
594 bufspace_release(int size)
595 {
596         atomic_subtract_long(&bufspace, size);
597         bufspace_wakeup();
598 }
599
600 /*
601  *      bufspace_wait:
602  *
603  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
604  *      supplied.  needsbuffer must be set in a safe fashion prior to
605  *      polling for space.  The operation must be re-tried on return.
606  */
607 static void
608 bufspace_wait(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo)
609 {
610         struct thread *td;
611         int error, fl, norunbuf;
612
613         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
614                 return;
615
616         td = curthread;
617         rw_wlock(&nblock);
618         while (needsbuffer != 0) {
619                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
620                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
621                         rw_wunlock(&nblock);
622                         /*
623                          * getblk() is called with a vnode locked, and
624                          * some majority of the dirty buffers may as
625                          * well belong to the vnode.  Flushing the
626                          * buffers there would make a progress that
627                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
628                          * cannot lock the vnode.
629                          */
630                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
631                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
632
633                         /*
634                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
635                          * may be called while the thread owns lock
636                          * for another dirty buffer for the same
637                          * vnode, which makes it impossible to use
638                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
639                          * recursion.
640                          */
641                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
642                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
643                         td->td_pflags &= norunbuf;
644                         rw_wlock(&nblock);
645                         if (fl != 0)
646                                 continue;
647                         if (needsbuffer == 0)
648                                 break;
649                 }
650                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
651                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
652                 if (error != 0)
653                         break;
654         }
655         rw_wunlock(&nblock);
656 }
657
658
659 /*
660  *      bufspace_daemon:
661  *
662  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
663  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
664  *      block nor work to reclaim buffers.
665  */
666 static void
667 bufspace_daemon(void)
668 {
669         for (;;) {
670                 kproc_suspend_check(bufspacedaemonproc);
671
672                 /*
673                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
674                  * targets.
675                  *
676                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
677                  * when some free buffer headers and space are always
678                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
679                  * the excessive blocking and synchronization associated
680                  * with shortfall.  It goes through three phases according
681                  * demand:
682                  *
683                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
684                  *      during idle periods when the counters are below
685                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
686                  *
687                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
688                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
689                  *      slightly according to the rate of consumption and
690                  *      release.
691                  *
692                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
693                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
694                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
695                  *      until we return to condition 2.
696                  */
697                 while (bufspace > lobufspace ||
698                     numfreebuffers < hifreebuffers) {
699                         if (buf_recycle(false) != 0) {
700                                 atomic_set_int(&needsbuffer, 1);
701                                 if (buf_recycle(false) != 0) {
702                                         rw_wlock(&nblock);
703                                         if (needsbuffer)
704                                                 rw_sleep(__DEVOLATILE(void *,
705                                                     &needsbuffer), &nblock,
706                                                     PRIBIO|PDROP, "bufspace",
707                                                     hz/10);
708                                         else
709                                                 rw_wunlock(&nblock);
710                                 }
711                         }
712                         maybe_yield();
713                 }
714
715                 /*
716                  * Re-check our limits under the exclusive nblock.
717                  */
718                 rw_wlock(&nblock);
719                 if (bufspace < bufspacethresh &&
720                     numfreebuffers > lofreebuffers) {
721                         bufspace_request = 0;
722                         rw_sleep(&bufspace_request, &nblock, PRIBIO|PDROP,
723                             "-", hz);
724                 } else
725                         rw_wunlock(&nblock);
726         }
727 }
728
729 static struct kproc_desc bufspace_kp = {
730         "bufspacedaemon",
731         bufspace_daemon,
732         &bufspacedaemonproc
733 };
734 SYSINIT(bufspacedaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start,
735     &bufspace_kp);
736
737 /*
738  *      bufmallocadjust:
739  *
740  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
741  *      waking any waiters.
742  */
743 static void
744 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
745 {
746         int diff;
747
748         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
749             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
750         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
751         if (diff < 0)
752                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
753         else
754                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
755         bp->b_bufsize = bufsize;
756 }
757
758 /*
759  *      runningwakeup:
760  *
761  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
762  *      below lorunningspace.
763  */
764 static void
765 runningwakeup(void)
766 {
767
768         mtx_lock(&rbreqlock);
769         if (runningbufreq) {
770                 runningbufreq = 0;
771                 wakeup(&runningbufreq);
772         }
773         mtx_unlock(&rbreqlock);
774 }
775
776 /*
777  *      runningbufwakeup:
778  *
779  *      Decrement the outstanding write count according.
780  */
781 void
782 runningbufwakeup(struct buf *bp)
783 {
784         long space, bspace;
785
786         bspace = bp->b_runningbufspace;
787         if (bspace == 0)
788                 return;
789         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
790         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
791             space, bspace));
792         bp->b_runningbufspace = 0;
793         /*
794          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
795          * the threshold to falling below it.
796          */
797         if (space < lorunningspace)
798                 return;
799         if (space - bspace > lorunningspace)
800                 return;
801         runningwakeup();
802 }
803
804 /*
805  *      waitrunningbufspace()
806  *
807  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
808  *      running.  This routine is used in async-write situations to
809  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
810  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
811  *
812  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
813  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
814  *      caller's write has reached the device.
815  */
816 void
817 waitrunningbufspace(void)
818 {
819
820         mtx_lock(&rbreqlock);
821         while (runningbufspace > hirunningspace) {
822                 runningbufreq = 1;
823                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
824         }
825         mtx_unlock(&rbreqlock);
826 }
827
828
829 /*
830  *      vfs_buf_test_cache:
831  *
832  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
833  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
834  *      valid data.
835  */
836 static __inline void
837 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
838     vm_offset_t size, vm_page_t m)
839 {
840
841         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
842         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
843                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
844                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
845                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
846         }
847 }
848
849 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
850 static __inline void
851 bd_wakeup(void)
852 {
853
854         mtx_lock(&bdlock);
855         if (bd_request == 0) {
856                 bd_request = 1;
857                 wakeup(&bd_request);
858         }
859         mtx_unlock(&bdlock);
860 }
861
862 /*
863  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
864  */
865 static void
866 maxbcachebuf_adjust(void)
867 {
868         int i;
869
870         /*
871          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
872          */
873         i = 2;
874         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
875                 i *= 2;
876         maxbcachebuf = i;
877         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
878                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
879         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
880                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
881         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
882                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
883 }
884
885 /*
886  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
887  */
888 void
889 bd_speedup(void)
890 {
891         int needwake;
892
893         mtx_lock(&bdlock);
894         needwake = 0;
895         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
896                 needwake = 1;
897         bd_speedupreq = 1;
898         bd_request = 1;
899         if (needwake)
900                 wakeup(&bd_request);
901         mtx_unlock(&bdlock);
902 }
903
904 #ifndef NSWBUF_MIN
905 #define NSWBUF_MIN      16
906 #endif
907
908 #ifdef __i386__
909 #define TRANSIENT_DENOM 5
910 #else
911 #define TRANSIENT_DENOM 10
912 #endif
913
914 /*
915  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
916  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
917  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
918  * being reserved at this time.
919  */
920 caddr_t
921 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
922 {
923         int tuned_nbuf;
924         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
925
926         /*
927          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
928          * PAGE_SIZE is >= 1K)
929          */
930         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
931
932         maxbcachebuf_adjust();
933         /*
934          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
935          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
936          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
937          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
938          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
939          * maxbcache bytes.
940          *
941          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
942          */
943         if (nbuf == 0) {
944                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
945
946                 nbuf = 50;
947                 if (physmem_est > 4096)
948                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
949                             65536 / factor);
950                 if (physmem_est > 65536)
951                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
952                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
953
954                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
955                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
956                 tuned_nbuf = 1;
957         } else
958                 tuned_nbuf = 0;
959
960         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
961         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
962         if (nbuf > maxbuf) {
963                 if (!tuned_nbuf)
964                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
965                             maxbuf);
966                 nbuf = maxbuf;
967         }
968
969         /*
970          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
971          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
972          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
973          *
974          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
975          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
976          * maximum buffer map extent on the platform.
977          *
978          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
979          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
980          * with ample KVA space.
981          */
982         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
983                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
984                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
985                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
986                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
987                         /*
988                          * There is more KVA than memory.  Do not
989                          * adjust buffer map size, and assign the rest
990                          * of maxbuf to transient map.
991                          */
992                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
993                 } else {
994                         /*
995                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
996                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
997                          * the buffer map to the transient bio map.
998                          */
999                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1000                         buf_sz -= biotmap_sz;
1001                 }
1002                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1003                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1004                 else
1005                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1006                 /*
1007                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1008                  * using the transient mapping.
1009                  */
1010                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1011                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1012                 if (tuned_nbuf)
1013                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1014         }
1015
1016         /*
1017          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
1018          * We have no less then 16 and no more then 256.
1019          */
1020         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1021         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
1022         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1023                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
1024
1025         /*
1026          * Reserve space for the buffer cache buffers
1027          */
1028         swbuf = (void *)v;
1029         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
1030         buf = (void *)v;
1031         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1032
1033         return(v);
1034 }
1035
1036 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1037 void
1038 bufinit(void)
1039 {
1040         struct buf *bp;
1041         int i;
1042
1043         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1044             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1045             MAXBSIZE));
1046         mtx_init(&bqlocks[QUEUE_DIRTY], "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
1047         mtx_init(&bqlocks[QUEUE_EMPTY], "bufq empty lock", NULL, MTX_DEF);
1048         for (i = QUEUE_CLEAN; i < QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES; i++)
1049                 mtx_init(&bqlocks[i], "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
1050         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1051         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
1052         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1053         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1054
1055         /* next, make a null set of free lists */
1056         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
1057                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
1058
1059         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1060
1061         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1062         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1063                 bp = &buf[i];
1064                 bzero(bp, sizeof *bp);
1065                 bp->b_flags = B_INVAL;
1066                 bp->b_rcred = NOCRED;
1067                 bp->b_wcred = NOCRED;
1068                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1069                 bp->b_xflags = 0;
1070                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1071                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1072                 BUF_LOCKINIT(bp);
1073                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
1074 #ifdef INVARIANTS
1075                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
1076 #endif
1077         }
1078
1079         /*
1080          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1081          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1082          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1083          * used by most other requests.  The differential is required to 
1084          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1085          *
1086          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1087          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1088          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1089          * PAGE_SIZE.
1090          */
1091         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1092         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1093         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1094         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1095
1096         /*
1097          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1098          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1099          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1100          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1101          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1102          * hirunningspace.
1103          */
1104         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1105             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1106         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1107
1108         /*
1109          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1110          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1111          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1112          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1113          * average (small) directories.
1114          */
1115         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1116
1117         /*
1118          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1119          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1120          */
1121         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1122         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1123         numdirtybuffers = 0;
1124         /*
1125          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1126          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1127          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1128          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1129          */
1130         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1131                 hidirtybuffers >>= 1;
1132         }
1133         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1134
1135         /*
1136          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1137          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1138          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1139          * on other cpus.
1140          *
1141          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1142          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1143          */
1144         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1145         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1146         numfreebuffers = nbuf;
1147
1148         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
1149             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
1150
1151         /* Setup the kva and free list allocators. */
1152         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1153         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1154             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1155
1156         /*
1157          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1158          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1159          * concurrency but less accurate LRU.
1160          */
1161         clean_queues = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), CLEAN_QUEUES);
1162
1163 }
1164
1165 #ifdef INVARIANTS
1166 static inline void
1167 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1168 {
1169
1170         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1171             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1172         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1173             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1174         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1175             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1176 }
1177
1178 static inline void
1179 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1180 {
1181
1182         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1183             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1184 }
1185
1186 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1187 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1188 #else
1189 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1190 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1191 #endif
1192
1193 static int
1194 isbufbusy(struct buf *bp)
1195 {
1196         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1197             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1198                 return (1);
1199         return (0);
1200 }
1201
1202 /*
1203  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1204  */
1205 void
1206 bufshutdown(int show_busybufs)
1207 {
1208         static int first_buf_printf = 1;
1209         struct buf *bp;
1210         int iter, nbusy, pbusy;
1211 #ifndef PREEMPTION
1212         int subiter;
1213 #endif
1214
1215         /* 
1216          * Sync filesystems for shutdown
1217          */
1218         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1219         sys_sync(curthread, NULL);
1220
1221         /*
1222          * With soft updates, some buffers that are
1223          * written will be remarked as dirty until other
1224          * buffers are written.
1225          */
1226         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1227                 nbusy = 0;
1228                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1229                         if (isbufbusy(bp))
1230                                 nbusy++;
1231                 if (nbusy == 0) {
1232                         if (first_buf_printf)
1233                                 printf("All buffers synced.");
1234                         break;
1235                 }
1236                 if (first_buf_printf) {
1237                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1238                         first_buf_printf = 0;
1239                 }
1240                 printf("%d ", nbusy);
1241                 if (nbusy < pbusy)
1242                         iter = 0;
1243                 pbusy = nbusy;
1244
1245                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1246                 sys_sync(curthread, NULL);
1247
1248 #ifdef PREEMPTION
1249                 /*
1250                  * Drop Giant and spin for a while to allow
1251                  * interrupt threads to run.
1252                  */
1253                 DROP_GIANT();
1254                 DELAY(50000 * iter);
1255                 PICKUP_GIANT();
1256 #else
1257                 /*
1258                  * Drop Giant and context switch several times to
1259                  * allow interrupt threads to run.
1260                  */
1261                 DROP_GIANT();
1262                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1263                         thread_lock(curthread);
1264                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1265                         thread_unlock(curthread);
1266                         DELAY(1000);
1267                 }
1268                 PICKUP_GIANT();
1269 #endif
1270         }
1271         printf("\n");
1272         /*
1273          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1274          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1275          */
1276         nbusy = 0;
1277         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1278                 if (isbufbusy(bp)) {
1279 #if 0
1280 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1281                         if (bp->b_dev == NULL) {
1282                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1283                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1284                                 continue;
1285                         }
1286 #endif
1287                         nbusy++;
1288                         if (show_busybufs > 0) {
1289                                 printf(
1290             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1291                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1292                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1293                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1294                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1295                                 if (show_busybufs > 1)
1296                                         vn_printf(bp->b_vp,
1297                                             "vnode content: ");
1298                         }
1299                 }
1300         }
1301         if (nbusy) {
1302                 /*
1303                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1304                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1305                  */
1306                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1307                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1308         } else {
1309                 if (!first_buf_printf)
1310                         printf("Final sync complete\n");
1311                 /*
1312                  * Unmount filesystems
1313                  */
1314                 if (panicstr == NULL)
1315                         vfs_unmountall();
1316         }
1317         swapoff_all();
1318         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1319 }
1320
1321 static void
1322 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1323 {
1324
1325         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1326
1327         /*
1328          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1329          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1330          */
1331         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1332         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1333         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1334             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1335 }
1336
1337 /*
1338  *      binsfree:
1339  *
1340  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
1341  */
1342 static void
1343 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1344 {
1345         struct mtx *olock, *nlock;
1346
1347         if (qindex != QUEUE_EMPTY) {
1348                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1349         }
1350
1351         /*
1352          * Stick to the same clean queue for the lifetime of the buf to
1353          * limit locking below.  Otherwise pick ont sequentially.
1354          */
1355         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1356                 if (bqisclean(bp->b_qindex))
1357                         qindex = bp->b_qindex;
1358                 else
1359                         qindex = bqcleanq();
1360         }
1361
1362         /*
1363          * Handle delayed bremfree() processing.
1364          */
1365         nlock = bqlock(qindex);
1366         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1367                 olock = bqlock(bp->b_qindex);
1368                 mtx_lock(olock);
1369                 bremfreel(bp);
1370                 if (olock != nlock) {
1371                         mtx_unlock(olock);
1372                         mtx_lock(nlock);
1373                 }
1374         } else
1375                 mtx_lock(nlock);
1376
1377         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1378                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1379
1380         bp->b_qindex = qindex;
1381         if (bp->b_flags & B_AGE)
1382                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1383         else
1384                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1385 #ifdef INVARIANTS
1386         bq_len[bp->b_qindex]++;
1387 #endif
1388         mtx_unlock(nlock);
1389 }
1390
1391 /*
1392  * buf_free:
1393  *
1394  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1395  */
1396 static void
1397 buf_free(struct buf *bp)
1398 {
1399
1400         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1401                 bremfreef(bp);
1402         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1403                 panic("losing buffer 1");
1404         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1405                 crfree(bp->b_rcred);
1406                 bp->b_rcred = NOCRED;
1407         }
1408         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1409                 crfree(bp->b_wcred);
1410                 bp->b_wcred = NOCRED;
1411         }
1412         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1413                 buf_deallocate(bp);
1414         bufkva_free(bp);
1415         BUF_UNLOCK(bp);
1416         uma_zfree(buf_zone, bp);
1417         atomic_add_int(&numfreebuffers, 1);
1418         bufspace_wakeup();
1419 }
1420
1421 /*
1422  * buf_import:
1423  *
1424  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1425  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1426  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1427  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1428  */
1429 static int
1430 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int flags)
1431 {
1432         struct buf *bp;
1433         int i;
1434
1435         mtx_lock(&bqlocks[QUEUE_EMPTY]);
1436         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1437                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1438                 if (bp == NULL)
1439                         break;
1440                 bremfreel(bp);
1441                 store[i] = bp;
1442         }
1443         mtx_unlock(&bqlocks[QUEUE_EMPTY]);
1444
1445         return (i);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * buf_release:
1450  *
1451  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1452  */
1453 static void
1454 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1455 {
1456         int i;
1457
1458         for (i = 0; i < cnt; i++)
1459                 binsfree(store[i], QUEUE_EMPTY);
1460 }
1461
1462 /*
1463  * buf_alloc:
1464  *
1465  *      Allocate an empty buffer header.
1466  */
1467 static struct buf *
1468 buf_alloc(void)
1469 {
1470         struct buf *bp;
1471
1472         bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1473         if (bp == NULL) {
1474                 bufspace_daemonwakeup();
1475                 atomic_add_int(&numbufallocfails, 1);
1476                 return (NULL);
1477         }
1478
1479         /*
1480          * Wake-up the bufspace daemon on transition.
1481          */
1482         if (atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1) == lofreebuffers)
1483                 bufspace_daemonwakeup();
1484
1485         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1486                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1487         
1488         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1489             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1490         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1491             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1492         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1493             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1494         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1495             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1496         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1497         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1498
1499         bp->b_flags = 0;
1500         bp->b_ioflags = 0;
1501         bp->b_xflags = 0;
1502         bp->b_vflags = 0;
1503         bp->b_vp = NULL;
1504         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1505         bp->b_offset = NOOFFSET;
1506         bp->b_iodone = 0;
1507         bp->b_error = 0;
1508         bp->b_resid = 0;
1509         bp->b_bcount = 0;
1510         bp->b_npages = 0;
1511         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1512         bp->b_bufobj = NULL;
1513         bp->b_pin_count = 0;
1514         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1515         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1516         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1517         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1518         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1519
1520         return (bp);
1521 }
1522
1523 /*
1524  *      buf_qrecycle:
1525  *
1526  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1527  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1528  *      defragmenting.
1529  */
1530 static int
1531 buf_qrecycle(int qindex, bool kva)
1532 {
1533         struct buf *bp, *nbp;
1534
1535         if (kva)
1536                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1537         nbp = NULL;
1538         mtx_lock(&bqlocks[qindex]);
1539         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[qindex]);
1540
1541         /*
1542          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1543          * depending.
1544          */
1545         while ((bp = nbp) != NULL) {
1546                 /*
1547                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1548                  * release the bqlock).
1549                  */
1550                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1551
1552                 /*
1553                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1554                  * some kva to reclaim.
1555                  */
1556                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1557                         continue;
1558
1559                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1560                         continue;
1561
1562                 /*
1563                  * Skip buffers with background writes in progress.
1564                  */
1565                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1566                         BUF_UNLOCK(bp);
1567                         continue;
1568                 }
1569
1570                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
1571                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1572                 /*
1573                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1574                  * the scan from this point on.
1575                  */
1576                 bremfreel(bp);
1577                 mtx_unlock(&bqlocks[qindex]);
1578
1579                 /*
1580                  * Requeue the background write buffer with error and
1581                  * restart the scan.
1582                  */
1583                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1584                         bqrelse(bp);
1585                         mtx_lock(&bqlocks[qindex]);
1586                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[qindex]);
1587                         continue;
1588                 }
1589                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1590                 brelse(bp);
1591                 return (0);
1592         }
1593         mtx_unlock(&bqlocks[qindex]);
1594
1595         return (ENOBUFS);
1596 }
1597
1598 /*
1599  *      buf_recycle:
1600  *
1601  *      Iterate through all clean queues until we find a buf to recycle or
1602  *      exhaust the search.
1603  */
1604 static int
1605 buf_recycle(bool kva)
1606 {
1607         int qindex, first_qindex;
1608
1609         qindex = first_qindex = bqcleanq();
1610         do {
1611                 if (buf_qrecycle(qindex, kva) == 0)
1612                         return (0);
1613                 if (++qindex == QUEUE_CLEAN + clean_queues)
1614                         qindex = QUEUE_CLEAN;
1615         } while (qindex != first_qindex);
1616
1617         return (ENOBUFS);
1618 }
1619
1620 /*
1621  *      buf_scan:
1622  *
1623  *      Scan the clean queues looking for a buffer to recycle.  needsbuffer
1624  *      is set on failure so that the caller may optionally bufspace_wait()
1625  *      in a race-free fashion.
1626  */
1627 static int
1628 buf_scan(bool defrag)
1629 {
1630         int error;
1631
1632         /*
1633          * To avoid heavy synchronization and wakeup races we set
1634          * needsbuffer and re-poll before failing.  This ensures that
1635          * no frees can be missed between an unsuccessful poll and
1636          * going to sleep in a synchronized fashion.
1637          */
1638         if ((error = buf_recycle(defrag)) != 0) {
1639                 atomic_set_int(&needsbuffer, 1);
1640                 bufspace_daemonwakeup();
1641                 error = buf_recycle(defrag);
1642         }
1643         if (error == 0)
1644                 atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1645         return (error);
1646 }
1647
1648 /*
1649  *      bremfree:
1650  *
1651  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1652  *      
1653  */
1654 void
1655 bremfree(struct buf *bp)
1656 {
1657
1658         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1659         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1660             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1661         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1662             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1663         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1664
1665         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1666 }
1667
1668 /*
1669  *      bremfreef:
1670  *
1671  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1672  *      it abuses the b_freelist pointer.
1673  */
1674 void
1675 bremfreef(struct buf *bp)
1676 {
1677         struct mtx *qlock;
1678
1679         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1680         mtx_lock(qlock);
1681         bremfreel(bp);
1682         mtx_unlock(qlock);
1683 }
1684
1685 /*
1686  *      bremfreel:
1687  *
1688  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1689  *      correct qlock held.
1690  */
1691 static void
1692 bremfreel(struct buf *bp)
1693 {
1694
1695         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1696             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1697         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1698             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1699         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1700                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1701         }
1702         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1703
1704         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1705 #ifdef INVARIANTS
1706         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1707             bp->b_qindex));
1708         bq_len[bp->b_qindex]--;
1709 #endif
1710         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1711         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1712 }
1713
1714 /*
1715  *      bufkva_free:
1716  *
1717  *      Free the kva allocation for a buffer.
1718  *
1719  */
1720 static void
1721 bufkva_free(struct buf *bp)
1722 {
1723
1724 #ifdef INVARIANTS
1725         if (bp->b_kvasize == 0) {
1726                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1727                     bp->b_data == unmapped_buf,
1728                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1729         } else if (buf_mapped(bp))
1730                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1731         else
1732                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1733 #endif
1734         if (bp->b_kvasize == 0)
1735                 return;
1736
1737         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1738         atomic_subtract_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1739         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
1740         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1741         bp->b_kvasize = 0;
1742 }
1743
1744 /*
1745  *      bufkva_alloc:
1746  *
1747  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
1748  */
1749 static int
1750 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1751 {
1752         vm_offset_t addr;
1753         int error;
1754
1755         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
1756             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
1757
1758         bufkva_free(bp);
1759
1760         addr = 0;
1761         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
1762         if (error != 0) {
1763                 /*
1764                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
1765                  * to defragment the map.
1766                  */
1767                 return (error);
1768         }
1769         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1770         bp->b_kvasize = maxsize;
1771         atomic_add_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1772         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
1773                 bp->b_data = unmapped_buf;
1774                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1775         } else {
1776                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1777                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1778         }
1779         return (0);
1780 }
1781
1782 /*
1783  *      bufkva_reclaim:
1784  *
1785  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
1786  *      callback that fires to avoid returning failure.
1787  */
1788 static void
1789 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
1790 {
1791         int i;
1792
1793         for (i = 0; i < 5; i++)
1794                 if (buf_scan(true) != 0)
1795                         break;
1796         return;
1797 }
1798
1799
1800 /*
1801  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1802  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1803  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1804  */
1805 void
1806 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1807     int cnt, struct ucred * cred)
1808 {
1809         struct buf *rabp;
1810         int i;
1811
1812         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1813                 if (inmem(vp, *rablkno))
1814                         continue;
1815                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1816
1817                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1818                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
1819 #ifdef RACCT
1820                                 if (racct_enable) {
1821                                         PROC_LOCK(curproc);
1822                                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
1823                                         PROC_UNLOCK(curproc);
1824                                 }
1825 #endif /* RACCT */
1826                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1827                         }
1828                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1829                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1830                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1831                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1832                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1833                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1834                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1835                         BUF_KERNPROC(rabp);
1836                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1837                         bstrategy(rabp);
1838                 } else {
1839                         brelse(rabp);
1840                 }
1841         }
1842 }
1843
1844 /*
1845  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1846  *
1847  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1848  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1849  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1850  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1851  *
1852  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
1853  */
1854 int
1855 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1856     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1857 {
1858         struct buf *bp;
1859         int rv = 0, readwait = 0;
1860
1861         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1862         /*
1863          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1864          */
1865         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1866         if (bp == NULL)
1867                 return (EBUSY);
1868
1869         /* if not found in cache, do some I/O */
1870         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1871                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
1872 #ifdef RACCT
1873                         if (racct_enable) {
1874                                 PROC_LOCK(curproc);
1875                                 racct_add_buf(curproc, bp, 0);
1876                                 PROC_UNLOCK(curproc);
1877                         }
1878 #endif /* RACCT */
1879                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1880                 }
1881                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1882                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1883                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1884                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1885                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1886                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1887                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1888                 bstrategy(bp);
1889                 ++readwait;
1890         }
1891
1892         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1893
1894         if (readwait) {
1895                 rv = bufwait(bp);
1896                 if (rv != 0) {
1897                         brelse(bp);
1898                         *bpp = NULL;
1899                 }
1900         }
1901         return (rv);
1902 }
1903
1904 /*
1905  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1906  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1907  * is invalid.
1908  *
1909  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1910  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1911  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1912  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1913  * here.
1914  */
1915 int
1916 bufwrite(struct buf *bp)
1917 {
1918         int oldflags;
1919         struct vnode *vp;
1920         long space;
1921         int vp_md;
1922
1923         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1924         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
1925                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
1926                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1927                 brelse(bp);
1928                 return (ENXIO);
1929         }
1930         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1931                 brelse(bp);
1932                 return (0);
1933         }
1934
1935         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1936                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
1937
1938         oldflags = bp->b_flags;
1939
1940         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1941
1942         if (bp->b_pin_count > 0)
1943                 bunpin_wait(bp);
1944
1945         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1946             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1947
1948         vp = bp->b_vp;
1949         if (vp)
1950                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1951         else
1952                 vp_md = 0;
1953
1954         /*
1955          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1956          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1957          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1958          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1959          */
1960         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1961         bundirty(bp);
1962
1963         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1964         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1965         bp->b_flags |= B_CACHE;
1966         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1967
1968         vfs_busy_pages(bp, 1);
1969
1970         /*
1971          * Normal bwrites pipeline writes
1972          */
1973         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1974         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1975
1976         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
1977 #ifdef RACCT
1978                 if (racct_enable) {
1979                         PROC_LOCK(curproc);
1980                         racct_add_buf(curproc, bp, 1);
1981                         PROC_UNLOCK(curproc);
1982                 }
1983 #endif /* RACCT */
1984                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1985         }
1986         if (oldflags & B_ASYNC)
1987                 BUF_KERNPROC(bp);
1988         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1989         bstrategy(bp);
1990
1991         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1992                 int rtval = bufwait(bp);
1993                 brelse(bp);
1994                 return (rtval);
1995         } else if (space > hirunningspace) {
1996                 /*
1997                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1998                  * system.  We will not deadlock here because
1999                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2000                  * to complete. We do not block here if it is the update
2001                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2002                  * to deadlock.
2003                  */
2004                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2005                         waitrunningbufspace();
2006         }
2007
2008         return (0);
2009 }
2010
2011 void
2012 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2013 {
2014         struct buf *nbp;
2015
2016         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2017                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2018                 altbufferflushes++;
2019         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2020                 BO_LOCK(bo);
2021                 /*
2022                  * Try to find a buffer to flush.
2023                  */
2024                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2025                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2026                             BUF_LOCK(nbp,
2027                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2028                                 continue;
2029                         if (bp == nbp)
2030                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2031                         BO_UNLOCK(bo);
2032                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2033                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2034                                 BO_LOCK(bo);
2035                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2036                                 continue;
2037                         }
2038                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2039                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2040                         } else {
2041                                 bremfree(nbp);
2042                                 bawrite(nbp);
2043                         }
2044                         dirtybufferflushes++;
2045                         break;
2046                 }
2047                 if (nbp == NULL)
2048                         BO_UNLOCK(bo);
2049         }
2050 }
2051
2052 /*
2053  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2054  * anything if the buffer is marked invalid.
2055  *
2056  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2057  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2058  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2059  * out synchronously.
2060  */
2061 void
2062 bdwrite(struct buf *bp)
2063 {
2064         struct thread *td = curthread;
2065         struct vnode *vp;
2066         struct bufobj *bo;
2067
2068         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2069         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2070         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2071             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2072         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2073
2074         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2075                 brelse(bp);
2076                 return;
2077         }
2078
2079         /*
2080          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2081          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2082          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2083          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2084          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2085          */
2086         vp = bp->b_vp;
2087         bo = bp->b_bufobj;
2088         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2089                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2090                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2091                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2092         } else
2093                 recursiveflushes++;
2094
2095         bdirty(bp);
2096         /*
2097          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2098          * true even of NFS now.
2099          */
2100         bp->b_flags |= B_CACHE;
2101
2102         /*
2103          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2104          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2105          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2106          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2107          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2108          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2109          * the bmap then...  So, this is important to do.
2110          */
2111         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2112                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2113         }
2114
2115         /*
2116          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2117          * pages.
2118          *
2119          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2120          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2121          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2122          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2123          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2124          * or perhaps the cluster will be completed.
2125          */
2126         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2127         bqrelse(bp);
2128
2129         /*
2130          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2131          * due to the softdep code.
2132          */
2133 }
2134
2135 /*
2136  *      bdirty:
2137  *
2138  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2139  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2140  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2141  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2142  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2143  *
2144  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2145  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2146  *      should only be called if the buffer is known-good.
2147  *
2148  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2149  *      count.
2150  *
2151  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2152  */
2153 void
2154 bdirty(struct buf *bp)
2155 {
2156
2157         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2158             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2159         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2160         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2161             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2162         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2163         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2164         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2165
2166         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2167                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2168                 reassignbuf(bp);
2169                 bdirtyadd();
2170         }
2171 }
2172
2173 /*
2174  *      bundirty:
2175  *
2176  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2177  *
2178  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2179  *      count.
2180  *      
2181  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2182  */
2183
2184 void
2185 bundirty(struct buf *bp)
2186 {
2187
2188         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2189         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2190         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2191             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2192         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2193
2194         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2195                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2196                 reassignbuf(bp);
2197                 bdirtysub();
2198         }
2199         /*
2200          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2201          */
2202         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2203 }
2204
2205 /*
2206  *      bawrite:
2207  *
2208  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2209  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2210  *
2211  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2212  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2213  */
2214 void
2215 bawrite(struct buf *bp)
2216 {
2217
2218         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2219         (void) bwrite(bp);
2220 }
2221
2222 /*
2223  *      babarrierwrite:
2224  *
2225  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2226  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2227  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2228  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2229  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2230  */
2231 void
2232 babarrierwrite(struct buf *bp)
2233 {
2234
2235         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2236         (void) bwrite(bp);
2237 }
2238
2239 /*
2240  *      bbarrierwrite:
2241  *
2242  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2243  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2244  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2245  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2246  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2247  */
2248 int
2249 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2250 {
2251
2252         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2253         return (bwrite(bp));
2254 }
2255
2256 /*
2257  *      bwillwrite:
2258  *
2259  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2260  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2261  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2262  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2263  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2264  */
2265 void
2266 bwillwrite(void)
2267 {
2268
2269         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
2270                 mtx_lock(&bdirtylock);
2271                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
2272                         bdirtywait = 1;
2273                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2274                             "flswai", 0);
2275                 }
2276                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2277         }
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Return true if we have too many dirty buffers.
2282  */
2283 int
2284 buf_dirty_count_severe(void)
2285 {
2286
2287         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
2288 }
2289
2290 /*
2291  *      brelse:
2292  *
2293  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2294  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2295  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2296  */
2297 void
2298 brelse(struct buf *bp)
2299 {
2300         int qindex;
2301
2302         /*
2303          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2304          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2305          */
2306         if (bp == NULL)
2307                 return;
2308         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2309             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2310         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2311             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2312         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2313             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2314
2315         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2316                 /*
2317                  * Do not process, in particular, do not handle the
2318                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2319                  */
2320                 BUF_UNLOCK(bp);
2321                 return;
2322         }
2323
2324         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2325                 bqrelse(bp);
2326                 return;
2327         }
2328
2329         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2330                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2331                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2332                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2333                 bdirty(bp);
2334         }
2335         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2336             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2337             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2338                 /*
2339                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2340                  * means the device is gone) are expected to be potentially
2341                  * transient - underlying media might work if tried again
2342                  * after EIO, and memory might be available after an ENOMEM.
2343                  *
2344                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2345                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2346                  * to access the buffer to untangle them.
2347                  *
2348                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2349                  */
2350                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2351                 bdirty(bp);
2352         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2353             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2354                 /*
2355                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2356                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2357                  * no longer present.
2358                  */
2359                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2360                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2361                         buf_deallocate(bp);
2362                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2363                         bdirtysub();
2364                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2365                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2366                         allocbuf(bp, 0);
2367                         if (bp->b_vp)
2368                                 brelvp(bp);
2369                 }
2370         }
2371
2372         /*
2373          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2374          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2375          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2376          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2377          * 
2378          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2379          * if B_DELWRI is set.
2380          */
2381         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2382                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2383
2384         /*
2385          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2386          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2387          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2388          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2389          *
2390          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2391          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2392          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2393          *
2394          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2395          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2396          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2397          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2398          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2399          * background write.
2400          */
2401         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2402             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2403             !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
2404             (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2405             !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) && (bp->b_flags & B_DELWRI))) {
2406                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2407                 allocbuf(bp, 0);
2408         }
2409
2410         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2411             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2412                 allocbuf(bp, 0);
2413                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2414                 if (bp->b_vp != NULL)
2415                         brelvp(bp);
2416         }
2417                         
2418         /*
2419          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2420          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2421          * doesn't find it.
2422          */
2423         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2424             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2425                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2426         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2427                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2428                         bundirty(bp);
2429                 if (bp->b_vp)
2430                         brelvp(bp);
2431         }
2432
2433         /* buffers with no memory */
2434         if (bp->b_bufsize == 0) {
2435                 buf_free(bp);
2436                 return;
2437         }
2438         /* buffers with junk contents */
2439         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2440             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2441                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2442                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2443                         panic("losing buffer 2");
2444                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2445                 bp->b_flags |= B_AGE;
2446         /* remaining buffers */
2447         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2448                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2449         else
2450                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2451
2452         binsfree(bp, qindex);
2453
2454         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2455         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2456                 panic("brelse: not dirty");
2457         /* unlock */
2458         BUF_UNLOCK(bp);
2459         if (qindex == QUEUE_CLEAN)
2460                 bufspace_wakeup();
2461 }
2462
2463 /*
2464  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2465  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2466  *
2467  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2468  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2469  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2470  * again soon.
2471  *
2472  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2473  */
2474 void
2475 bqrelse(struct buf *bp)
2476 {
2477         int qindex;
2478
2479         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2480         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2481             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2482
2483         qindex = QUEUE_NONE;
2484         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2485                 /* do not release to free list */
2486                 BUF_UNLOCK(bp);
2487                 return;
2488         }
2489         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2490
2491         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2492                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2493                         bremfreef(bp);
2494                 goto out;
2495         }
2496
2497         /* buffers with stale but valid contents */
2498         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2499             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2500                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2501                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2502                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2503                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2504         } else {
2505                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2506                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2507                         panic("bqrelse: not dirty");
2508                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2509                         brelse(bp);
2510                         return;
2511                 }
2512                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2513         }
2514         binsfree(bp, qindex);
2515
2516 out:
2517         /* unlock */
2518         BUF_UNLOCK(bp);
2519         if (qindex == QUEUE_CLEAN)
2520                 bufspace_wakeup();
2521 }
2522
2523 /*
2524  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2525  * restore bogus pages.
2526  */
2527 static void
2528 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2529 {
2530         vm_ooffset_t foff;
2531         vm_page_t m;
2532         vm_object_t obj;
2533         struct vnode *vp;
2534         int i, iosize, resid;
2535         bool bogus;
2536
2537         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2538         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2539             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2540             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2541
2542         vp = bp->b_vp;
2543         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2544             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2545         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2546             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2547
2548         foff = bp->b_offset;
2549         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2550             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2551
2552         bogus = false;
2553         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2554         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2555         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2556                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2557                 if (resid > iosize)
2558                         resid = iosize;
2559
2560                 /*
2561                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2562                  */
2563                 m = bp->b_pages[i];
2564                 if (m == bogus_page) {
2565                         bogus = true;
2566                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2567                         if (m == NULL)
2568                                 panic("biodone: page disappeared!");
2569                         bp->b_pages[i] = m;
2570                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2571                         /*
2572                          * In the write case, the valid and clean bits are
2573                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2574                          * only need to do this here in the read case.
2575                          */
2576                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2577                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2578                             "has unexpected dirty bits", m));
2579                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2580                 }
2581                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2582                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2583                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2584
2585                 vm_page_sunbusy(m);
2586                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2587                 iosize -= resid;
2588         }
2589         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2590         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2591         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2592                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2593                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2594                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2595         }
2596 }
2597
2598 /*
2599  * Unwire a page held by a buf and place it on the appropriate vm queue.
2600  */
2601 static void
2602 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2603 {
2604         bool freed;
2605
2606         vm_page_lock(m);
2607         if (vm_page_unwire(m, PQ_NONE)) {
2608                 /*
2609                  * Determine if the page should be freed before adding
2610                  * it to the inactive queue.
2611                  */
2612                 if (m->valid == 0) {
2613                         freed = !vm_page_busied(m);
2614                         if (freed)
2615                                 vm_page_free(m);
2616                 } else if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2617                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2618                 else
2619                         freed = false;
2620                 if (!freed) {
2621                         /*
2622                          * If the page is unlikely to be reused, let the
2623                          * VM know.  Otherwise, maintain LRU page
2624                          * ordering and put the page at the tail of the
2625                          * inactive queue.
2626                          */
2627                         if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2628                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2629                         else
2630                                 vm_page_deactivate(m);
2631                 }
2632         }
2633         vm_page_unlock(m);
2634 }
2635
2636 /*
2637  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2638  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2639  */
2640 static void
2641 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2642 {
2643         vm_object_t obj;
2644         vm_page_t m;
2645         int i, resid, poffset, presid;
2646
2647         if (buf_mapped(bp)) {
2648                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2649                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2650         } else
2651                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2652         /*
2653          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2654          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2655          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2656          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2657          *
2658          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2659          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2660          * m->dirty, etc...). 
2661          *
2662          * See man buf(9) for more information
2663          */
2664         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2665         resid = bp->b_bufsize;
2666         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2667         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2668         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2669                 m = bp->b_pages[i];
2670                 if (m == bogus_page)
2671                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2672                 bp->b_pages[i] = NULL;
2673
2674                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2675                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2676                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2677                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2678                         vm_page_lock(m);
2679                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2680                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2681                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2682                 }
2683                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2684                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2685                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2686                 resid -= presid;
2687                 poffset = 0;
2688         }
2689         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2690         bp->b_npages = 0;
2691 }
2692
2693 /*
2694  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2695  */
2696 static void
2697 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2698 {
2699         vm_object_t obj;
2700         vm_page_t m;
2701         int i;
2702
2703         if (bp->b_npages == desiredpages)
2704                 return;
2705
2706         if (buf_mapped(bp)) {
2707                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2708                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2709                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
2710         } else
2711                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2712         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2713         if (obj != NULL)
2714                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2715         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2716                 m = bp->b_pages[i];
2717                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
2718                 bp->b_pages[i] = NULL;
2719                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2720         }
2721         if (obj != NULL)
2722                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2723         bp->b_npages = desiredpages;
2724 }
2725
2726 /*
2727  * Byte granular extension of VMIO buffers.
2728  */
2729 static void
2730 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
2731 {
2732         /*
2733          * We are growing the buffer, possibly in a 
2734          * byte-granular fashion.
2735          */
2736         vm_object_t obj;
2737         vm_offset_t toff;
2738         vm_offset_t tinc;
2739         vm_page_t m;
2740
2741         /*
2742          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
2743          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
2744          * are not valid for the range covered by the buffer.
2745          */
2746         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2747         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2748         if (bp->b_npages < desiredpages) {
2749                 /*
2750                  * We must allocate system pages since blocking
2751                  * here could interfere with paging I/O, no
2752                  * matter which process we are.
2753                  *
2754                  * Only exclusive busy can be tested here.
2755                  * Blocking on shared busy might lead to
2756                  * deadlocks once allocbuf() is called after
2757                  * pages are vfs_busy_pages().
2758                  */
2759                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
2760                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
2761                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
2762                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
2763                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
2764                 bp->b_npages = desiredpages;
2765         }
2766
2767         /*
2768          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2769          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2770          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2771          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
2772          * aligned range ( newbsize ).
2773          *
2774          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2775          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2776          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2777          * fails with NFS if the server or some other client
2778          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2779          * B_CACHE may remain set! XXX
2780          */
2781         toff = bp->b_bcount;
2782         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2783         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2784                 vm_pindex_t pi;
2785
2786                 if (tinc > (size - toff))
2787                         tinc = size - toff;
2788                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
2789                 m = bp->b_pages[pi];
2790                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
2791                 toff += tinc;
2792                 tinc = PAGE_SIZE;
2793         }
2794         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2795
2796         /*
2797          * Step 3, fixup the KVA pmap.
2798          */
2799         if (buf_mapped(bp))
2800                 bpmap_qenter(bp);
2801         else
2802                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2803 }
2804
2805 /*
2806  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
2807  * write.
2808  */
2809 static int
2810 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
2811 {
2812         struct buf *bpa;
2813         int match;
2814
2815         match = 0;
2816
2817         /* If the buf isn't in core skip it */
2818         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
2819                 return (0);
2820
2821         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
2822         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2823                 return (0);
2824
2825         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
2826         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
2827             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
2828                 goto done;
2829
2830         if (bpa->b_bufsize != size)
2831                 goto done;
2832
2833         /*
2834          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
2835          * block has been mapped.
2836          */
2837         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
2838                 match = 1;
2839 done:
2840         BUF_UNLOCK(bpa);
2841         return (match);
2842 }
2843
2844 /*
2845  *      vfs_bio_awrite:
2846  *
2847  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
2848  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
2849  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
2850  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
2851  */
2852 int
2853 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
2854 {
2855         struct bufobj *bo;
2856         int i;
2857         int j;
2858         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
2859         struct vnode *vp = bp->b_vp;
2860         int ncl;
2861         int nwritten;
2862         int size;
2863         int maxcl;
2864         int gbflags;
2865
2866         bo = &vp->v_bufobj;
2867         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
2868         /*
2869          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
2870          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
2871          * rather then at the beginning.
2872          */
2873         if ((vp->v_type == VREG) && 
2874             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2875             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2876
2877                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2878                 maxcl = MAXPHYS / size;
2879
2880                 BO_RLOCK(bo);
2881                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2882                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2883                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2884                                 break;
2885
2886                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2887                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2888                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2889                                 break;
2890                 BO_RUNLOCK(bo);
2891                 --j;
2892                 ncl = i + j;
2893                 /*
2894                  * this is a possible cluster write
2895                  */
2896                 if (ncl != 1) {
2897                         BUF_UNLOCK(bp);
2898                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2899                             gbflags);
2900                         return (nwritten);
2901                 }
2902         }
2903         bremfree(bp);
2904         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2905         /*
2906          * default (old) behavior, writing out only one block
2907          *
2908          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2909          */
2910         nwritten = bp->b_bufsize;
2911         (void) bwrite(bp);
2912
2913         return (nwritten);
2914 }
2915
2916 /*
2917  *      getnewbuf_kva:
2918  *
2919  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
2920  */
2921 static int
2922 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
2923 {
2924
2925         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
2926                 /*
2927                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
2928                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
2929                  */
2930                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2931
2932                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
2933                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
2934                         return (ENOSPC);
2935         }
2936         return (0);
2937 }
2938
2939 /*
2940  *      getnewbuf:
2941  *
2942  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2943  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2944  *
2945  *      We block if:
2946  *              We have insufficient buffer headers
2947  *              We have insufficient buffer space
2948  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2949  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2950  *
2951  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
2952  *      allocbuf() is called.
2953  */
2954 static struct buf *
2955 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
2956 {
2957         struct buf *bp;
2958         bool metadata, reserved;
2959
2960         bp = NULL;
2961         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2962             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2963         if (!unmapped_buf_allowed)
2964                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2965
2966         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2967             vp->v_type == VCHR)
2968                 metadata = true;
2969         else
2970                 metadata = false;
2971         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2972         reserved = false;
2973         do {
2974                 if (reserved == false &&
2975                     bufspace_reserve(maxsize, metadata) != 0)
2976                         continue;
2977                 reserved = true;
2978                 if ((bp = buf_alloc()) == NULL)
2979                         continue;
2980                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
2981                         return (bp);
2982                 break;
2983         } while(buf_scan(false) == 0);
2984
2985         if (reserved)
2986                 atomic_subtract_long(&bufspace, maxsize);
2987         if (bp != NULL) {
2988                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2989                 brelse(bp);
2990         }
2991         bufspace_wait(vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
2992
2993         return (NULL);
2994 }
2995
2996 /*
2997  *      buf_daemon:
2998  *
2999  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3000  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3001  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3002  */
3003 static struct kproc_desc buf_kp = {
3004         "bufdaemon",
3005         buf_daemon,
3006         &bufdaemonproc
3007 };
3008 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3009
3010 static int
3011 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
3012 {
3013         int flushed;
3014
3015         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
3016         if (flushed == 0) {
3017                 /*
3018                  * Could not find any buffers without rollback
3019                  * dependencies, so just write the first one
3020                  * in the hopes of eventually making progress.
3021                  */
3022                 if (vp != NULL && target > 2)
3023                         target /= 2;
3024                 flushbufqueues(vp, target, 1);
3025         }
3026         return (flushed);
3027 }
3028
3029 static void
3030 buf_daemon()
3031 {
3032         int lodirty;
3033
3034         /*
3035          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3036          */
3037         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
3038             SHUTDOWN_PRI_LAST);
3039
3040         /*
3041          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3042          */
3043         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3044         mtx_lock(&bdlock);
3045         for (;;) {
3046                 bd_request = 0;
3047                 mtx_unlock(&bdlock);
3048
3049                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
3050                 lodirty = lodirtybuffers;
3051                 if (bd_speedupreq) {
3052                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
3053                         bd_speedupreq = 0;
3054                 }
3055                 /*
3056                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
3057                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
3058                  * the I/O system.
3059                  */
3060                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
3061                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3062                                 break;
3063                         kern_yield(PRI_USER);
3064                 }
3065
3066                 /*
3067                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3068                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3069                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3070                  * built up, within reason.
3071                  *
3072                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3073                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3074                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3075                  */
3076                 mtx_lock(&bdlock);
3077                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
3078                         /*
3079                          * We reached our low water mark, reset the
3080                          * request and sleep until we are needed again.
3081                          * The sleep is just so the suspend code works.
3082                          */
3083                         bd_request = 0;
3084                         /*
3085                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3086                          * changed via sysctl and the explicit transition
3087                          * out of shortfall was missed.
3088                          */
3089                         bdirtywakeup();
3090                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3091                                 runningwakeup();
3092                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3093                 } else {
3094                         /*
3095                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3096                          * still have too many dirty buffers, we
3097                          * have to sleep and try again.  (rare)
3098                          */
3099                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3100                 }
3101         }
3102 }
3103
3104 /*
3105  *      flushbufqueues:
3106  *
3107  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3108  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3109  *      particularly sensitive to.
3110  */
3111 static int flushwithdeps = 0;
3112 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3113     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3114
3115 static int
3116 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
3117 {
3118         struct buf *sentinel;
3119         struct vnode *vp;
3120         struct mount *mp;
3121         struct buf *bp;
3122         int hasdeps;
3123         int flushed;
3124         int queue;
3125         int error;
3126         bool unlock;
3127
3128         flushed = 0;
3129         queue = QUEUE_DIRTY;
3130         bp = NULL;
3131         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3132         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3133         mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3134         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3135         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3136         while (flushed != target) {
3137                 maybe_yield();
3138                 mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3139                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3140                 if (bp != NULL) {
3141                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3142                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
3143                             b_freelist);
3144                 } else {
3145                         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3146                         break;
3147                 }
3148                 /*
3149                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3150                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3151                  *
3152                  * Only flush the buffers that belong to the
3153                  * vnode locked by the curthread.
3154                  */
3155                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3156                     bp->b_vp != lvp)) {
3157                         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3158                         continue;
3159                 }
3160                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3161                 mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3162                 if (error != 0)
3163                         continue;
3164                 if (bp->b_pin_count > 0) {
3165                         BUF_UNLOCK(bp);
3166                         continue;
3167                 }
3168                 /*
3169                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3170                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3171                  */
3172                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3173                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3174                         BUF_UNLOCK(bp);
3175                         continue;
3176                 }
3177                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3178                         bremfreef(bp);
3179                         brelse(bp);
3180                         flushed++;
3181                         continue;
3182                 }
3183
3184                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3185                         if (flushdeps == 0) {
3186                                 BUF_UNLOCK(bp);
3187                                 continue;
3188                         }
3189                         hasdeps = 1;
3190                 } else
3191                         hasdeps = 0;
3192                 /*
3193                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3194                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3195                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3196                  * system.
3197                  *
3198                  * The lock order here is the reverse of the normal
3199                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3200                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3201                  */
3202                 vp = bp->b_vp;
3203                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3204                         BUF_UNLOCK(bp);
3205                         continue;
3206                 }
3207                 if (lvp == NULL) {
3208                         unlock = true;
3209                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3210                 } else {
3211                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3212                         unlock = false;
3213                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3214                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3215                 }
3216                 if (error == 0) {
3217                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3218                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3219                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3220                                 vfs_bio_awrite(bp);
3221                         } else {
3222                                 bremfree(bp);
3223                                 bwrite(bp);
3224                                 notbufdflushes++;
3225                         }
3226                         vn_finished_write(mp);
3227                         if (unlock)
3228                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3229                         flushwithdeps += hasdeps;
3230                         flushed++;
3231
3232                         /*
3233                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3234                          * vnode lock leads to deadlock.
3235                          */
3236                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3237                             runningbufspace > hirunningspace)
3238                                 waitrunningbufspace();
3239                         continue;
3240                 }
3241                 vn_finished_write(mp);
3242                 BUF_UNLOCK(bp);
3243         }
3244         mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3245         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3246         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3247         free(sentinel, M_TEMP);
3248         return (flushed);
3249 }
3250
3251 /*
3252  * Check to see if a block is currently memory resident.
3253  */
3254 struct buf *
3255 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3256 {
3257         struct buf *bp;
3258
3259         BO_RLOCK(bo);
3260         bp = gbincore(bo, blkno);
3261         BO_RUNLOCK(bo);
3262         return (bp);
3263 }
3264
3265 /*
3266  * Returns true if no I/O is needed to access the
3267  * associated VM object.  This is like incore except
3268  * it also hunts around in the VM system for the data.
3269  */
3270
3271 static int
3272 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3273 {
3274         vm_object_t obj;
3275         vm_offset_t toff, tinc, size;
3276         vm_page_t m;
3277         vm_ooffset_t off;
3278
3279         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3280
3281         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3282                 return 1;
3283         if (vp->v_mount == NULL)
3284                 return 0;
3285         obj = vp->v_object;
3286         if (obj == NULL)
3287                 return (0);
3288
3289         size = PAGE_SIZE;
3290         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3291                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3292         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3293
3294         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3295         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3296                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3297                 if (!m)
3298                         goto notinmem;
3299                 tinc = size;
3300                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3301                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3302                 if (vm_page_is_valid(m,
3303                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3304                         goto notinmem;
3305         }
3306         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3307         return 1;
3308
3309 notinmem:
3310         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3311         return (0);
3312 }
3313
3314 /*
3315  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3316  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3317  * to the size of the buffer.
3318  *
3319  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3320  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3321  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3322  *
3323  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3324  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3325  */
3326 static void
3327 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3328 {
3329         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3330         vm_page_t m;
3331         int i;
3332
3333         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3334                 return;
3335
3336         foff = bp->b_offset;
3337         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3338             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3339
3340         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3341         vfs_drain_busy_pages(bp);
3342         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3343         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3344                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3345                 eoff = noff;
3346                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3347                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3348                 m = bp->b_pages[i];
3349                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3350                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3351                 foff = noff;
3352         }
3353         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3354 }
3355
3356 static void
3357 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3358 {
3359         vm_object_t object;
3360         int i;
3361
3362         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3363         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3364
3365         /*
3366          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3367          * object has been flushed yet.
3368          */
3369         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3370                 vm_offset_t boffset;
3371                 vm_offset_t eoffset;
3372
3373                 /*
3374                  * test the pages to see if they have been modified directly
3375                  * by users through the VM system.
3376                  */
3377                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3378                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3379
3380                 /*
3381                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3382                  * (eoffset - boffset) bytes.
3383                  */
3384
3385                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3386                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3387                                 break;
3388                 }
3389                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3390
3391                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3392                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3393                                 break;
3394                         }
3395                 }
3396                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3397
3398                 /*
3399                  * Fit it to the buffer.
3400                  */
3401
3402                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3403                         eoffset = bp->b_bcount;
3404
3405                 /*
3406                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3407                  * dirty range.
3408                  */
3409
3410                 if (boffset < eoffset) {
3411                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3412                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3413                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3414                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3415                 }
3416         }
3417 }
3418
3419 /*
3420  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3421  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3422  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3423  */
3424 static void
3425 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3426 {
3427         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3428         off_t offset;
3429
3430         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3431             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3432         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3433             bp->b_data == unmapped_buf &&
3434             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3435         if (!need_mapping && !need_kva)
3436                 return;
3437
3438         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3439
3440         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3441                 /*
3442                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3443                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3444                  * allocated space.
3445                  */
3446                 goto has_addr;
3447         }
3448
3449         /*
3450          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3451          * if the buffer was mapped.
3452          */
3453         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3454         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3455         offset = blkno * bsize;
3456         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3457         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3458
3459         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3460                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3461                         /*
3462                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3463                          * succeed, not sure what else to do.
3464                          */
3465                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3466                 }
3467                 atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3468                 bufspace_wait(bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3469         }
3470 has_addr:
3471         if (need_mapping) {
3472                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3473                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3474                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3475                 bpmap_qenter(bp);
3476         }
3477 }
3478
3479 /*
3480  *      getblk:
3481  *
3482  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3483  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3484  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3485  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3486  *      READ.
3487  *
3488  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3489  *      an existing buffer.
3490  *
3491  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3492  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3493  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3494  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3495  *
3496  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3497  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3498  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3499  *      backing VM.
3500  *
3501  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3502  *      B_CACHE bit is clear.
3503  *      
3504  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3505  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3506  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3507  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3508  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3509  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3510  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3511  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3512  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3513  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3514  */
3515 struct buf *
3516 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3517     int flags)
3518 {
3519         struct buf *bp;
3520         struct bufobj *bo;
3521         int bsize, error, maxsize, vmio;
3522         off_t offset;
3523
3524         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3525         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3526             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3527         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3528         if (size > maxbcachebuf)
3529                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3530                     maxbcachebuf);
3531         if (!unmapped_buf_allowed)
3532                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3533
3534         bo = &vp->v_bufobj;
3535 loop:
3536         BO_RLOCK(bo);
3537         bp = gbincore(bo, blkno);
3538         if (bp != NULL) {
3539                 int lockflags;
3540                 /*
3541                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3542                  * it must be on a queue.
3543                  */
3544                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3545
3546                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3547                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3548
3549                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3550                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3551
3552                 /*
3553                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3554                  * the buffer changed identities.
3555                  */
3556                 if (error == ENOLCK)
3557                         goto loop;
3558                 /* We timed out or were interrupted. */
3559                 else if (error)
3560                         return (NULL);
3561                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3562                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3563                         goto end;
3564
3565                 /*
3566                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3567                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3568                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3569                  * backing VM cache.
3570                  */
3571                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3572                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3573                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3574                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3575                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3576                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3577                 else
3578                         bremfree(bp);
3579
3580                 /*
3581                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3582                  */
3583                 if (bp->b_bcount != size) {
3584                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3585                             (size > bp->b_kvasize)) {
3586                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3587                                         /*
3588                                          * If buffer is pinned and caller does
3589                                          * not want sleep  waiting for it to be
3590                                          * unpinned, bail out
3591                                          * */
3592                                         if (bp->b_pin_count > 0) {
3593                                                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT) {
3594                                                         bqrelse(bp);
3595                                                         return (NULL);
3596                                                 } else {
3597                                                         bunpin_wait(bp);
3598                                                 }
3599                                         }
3600                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3601                                         bwrite(bp);
3602                                 } else {
3603                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3604                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3605                                                 brelse(bp);
3606                                         } else {
3607                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3608                                                 bwrite(bp);
3609                                         }
3610                                 }
3611                                 goto loop;
3612                         }
3613                 }
3614
3615                 /*
3616                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3617                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3618                  * reservation is requested.
3619                  */
3620                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3621
3622                 /*
3623                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3624                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3625                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3626                  * unchanged from its previous state.
3627                  */
3628                 allocbuf(bp, size);
3629
3630                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3631                     ("getblk: no buffer offset"));
3632
3633                 /*
3634                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3635                  * be committed before we can return the buffer in
3636                  * order to prevent the caller from issuing a read
3637                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3638                  * it.
3639                  *
3640                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3641                  * operate properly either because they assume they
3642                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3643                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3644                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3645                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3646                  * preventing further loops.
3647                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3648                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3649                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3650                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3651                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3652                  * after the write.
3653                  *
3654                  * We might be able to do something fancy, like setting
3655                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3656                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3657                  * confusing.  This is much easier.
3658                  */
3659
3660                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3661                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3662                         bwrite(bp);
3663                         goto loop;
3664                 }
3665                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3666         } else {
3667                 /*
3668                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3669                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3670                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3671                  */
3672                 BO_RUNLOCK(bo);
3673                 /*
3674                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3675                  * here.
3676                  */
3677                 if (flags & GB_NOCREAT)
3678                         return NULL;
3679                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3680                         return NULL;
3681
3682                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3683                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3684                 offset = blkno * bsize;
3685                 vmio = vp->v_object != NULL;
3686                 if (vmio) {
3687                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3688                 } else {
3689                         maxsize = size;
3690                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3691                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3692                 }
3693                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3694
3695                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
3696                 if (bp == NULL) {
3697                         if (slpflag || slptimeo)
3698                                 return NULL;
3699                         /*
3700                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
3701                          * enough to work under very low memory conditions.
3702                          *
3703                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
3704                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
3705                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
3706                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
3707                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
3708                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
3709                          * This never happens because we never yield.
3710                          *
3711                          * The real solution is to identify and fix these cases
3712                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
3713                          * until the reclaimation path has cycles to run.
3714                          */
3715                         kern_yield(PRI_USER);
3716                         goto loop;
3717                 }
3718
3719                 /*
3720                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3721                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3722                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3723                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3724                  * throw away the one we just created.
3725                  *
3726                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3727                  * with the vp especially considering limitations in
3728                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3729                  * lblkno's.
3730                  */
3731                 BO_LOCK(bo);
3732                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3733                         BO_UNLOCK(bo);
3734                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3735                         brelse(bp);
3736                         bufspace_release(maxsize);
3737                         goto loop;
3738                 }
3739
3740                 /*
3741                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3742                  * be found by incore.
3743                  */
3744                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3745                 bp->b_offset = offset;
3746                 bgetvp(vp, bp);
3747                 BO_UNLOCK(bo);
3748
3749                 /*
3750                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3751                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3752                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3753                  * backing store for validity.
3754                  */
3755
3756                 if (vmio) {
3757                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3758                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3759                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3760                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3761                 } else {
3762                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3763                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3764                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3765                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3766                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3767                 }
3768
3769                 allocbuf(bp, size);
3770                 bufspace_release(maxsize);
3771                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3772         }
3773         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3774         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3775 end:
3776         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3777             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3778         return (bp);
3779 }
3780
3781 /*
3782  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3783  * set to B_INVAL.
3784  */
3785 struct buf *
3786 geteblk(int size, int flags)
3787 {
3788         struct buf *bp;
3789         int maxsize;
3790
3791         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3792         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
3793                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3794                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3795                         return (NULL);
3796         }
3797         allocbuf(bp, size);
3798         bufspace_release(maxsize);
3799         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3800         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3801         return (bp);
3802 }
3803
3804 /*
3805  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
3806  */
3807 static void
3808 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
3809 {
3810
3811         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3812                 /*
3813                  * malloced buffers are not shrunk
3814                  */
3815                 if (newbsize == 0) {
3816                         bufmallocadjust(bp, 0);
3817                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3818                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3819                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3820                 }
3821                 return;
3822         }
3823         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3824         bufspace_adjust(bp, newbsize);
3825 }
3826
3827 /*
3828  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
3829  */
3830 static void
3831 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
3832 {
3833         caddr_t origbuf;
3834         int origbufsize;
3835
3836         /*
3837          * We only use malloced memory on the first allocation.
3838          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3839          * grows.
3840          *
3841          * There is a potential smp race here that could lead
3842          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3843          * is probably extremely rare and not worth worrying
3844          * over.
3845          */
3846         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
3847             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
3848                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3849                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3850                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
3851                 return;
3852         }
3853
3854         /*
3855          * If the buffer is growing on its other-than-first
3856          * allocation then we revert to the page-allocation
3857          * scheme.
3858          */
3859         origbuf = NULL;
3860         origbufsize = 0;
3861         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3862                 origbuf = bp->b_data;
3863                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3864                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3865                 bufmallocadjust(bp, 0);
3866                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3867                 newbsize = round_page(newbsize);
3868         }
3869         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3870             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3871         if (origbuf != NULL) {
3872                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3873                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3874         }
3875         bufspace_adjust(bp, newbsize);
3876 }
3877
3878 /*
3879  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3880  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3881  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3882  * resize a buffer up or down.
3883  *
3884  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3885  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
3886  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3887  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3888  *
3889  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3890  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3891  */
3892 int
3893 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3894 {
3895         int newbsize;
3896
3897         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3898
3899         if (bp->b_bcount == size)
3900                 return (1);
3901
3902         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
3903                 panic("allocbuf: buffer too small");
3904
3905         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
3906         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3907                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
3908                         newbsize = round_page(newbsize);
3909                 /*
3910                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3911                  * mess with B_CACHE.
3912                  */
3913                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3914                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
3915                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
3916                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
3917         } else {
3918                 int desiredpages;
3919
3920                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3921                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3922
3923                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3924                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3925                 /*
3926                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3927                  * 0-length.
3928                  */
3929                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3930                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3931
3932                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3933                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
3934                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
3935                 else if (size > bp->b_bcount)
3936                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
3937                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
3938         }
3939         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
3940         return (1);
3941 }
3942
3943 extern int inflight_transient_maps;
3944
3945 static struct bio_queue nondump_bios;
3946
3947 void
3948 biodone(struct bio *bp)
3949 {
3950         struct mtx *mtxp;
3951         void (*done)(struct bio *);
3952         vm_offset_t start, end;
3953
3954
3955         /*
3956          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
3957          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
3958          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
3959          * to keep the system usable after it has been resumed.
3960          */
3961         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
3962                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
3963                 return;
3964         }
3965         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3966                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3967                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3968                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3969                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3970                 bp->bio_data = unmapped_buf;
3971                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
3972                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3973                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3974         }
3975         done = bp->bio_done;
3976         if (done == NULL) {
3977                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3978                 mtx_lock(mtxp);
3979                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3980                 wakeup(bp);
3981                 mtx_unlock(mtxp);
3982         } else
3983                 done(bp);
3984 }
3985
3986 /*
3987  * Wait for a BIO to finish.
3988  */
3989 int
3990 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3991 {
3992         struct mtx *mtxp;
3993
3994         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3995         mtx_lock(mtxp);
3996         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3997                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3998         mtx_unlock(mtxp);
3999         if (bp->bio_error != 0)
4000                 return (bp->bio_error);
4001         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4002                 return (0);
4003         return (EIO);
4004 }
4005
4006 void
4007 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4008 {
4009         
4010         if (error) {
4011                 bp->bio_error = error;
4012                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4013         }
4014         if (stat != NULL)
4015                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4016         biodone(bp);
4017 }
4018
4019 /*
4020  *      bufwait:
4021  *
4022  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4023  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4024  *      error and cleared.
4025  */
4026 int
4027 bufwait(struct buf *bp)
4028 {
4029         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4030                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4031         else
4032                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4033         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4034                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4035                 return (EINTR);
4036         }
4037         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4038                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4039         } else {
4040                 return (0);
4041         }
4042 }
4043
4044 /*
4045  *      bufdone:
4046  *
4047  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4048  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4049  *      not allowed.
4050  *
4051  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4052  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4053  *      assuming B_INVAL is clear.
4054  *
4055  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4056  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4057  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4058  *
4059  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4060  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4061  *      in the biodone routine.
4062  */
4063 void
4064 bufdone(struct buf *bp)
4065 {
4066         struct bufobj *dropobj;
4067         void    (*biodone)(struct buf *);
4068
4069         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4070         dropobj = NULL;
4071
4072         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4073         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4074
4075         runningbufwakeup(bp);
4076         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4077                 dropobj = bp->b_bufobj;
4078         /* call optional completion function if requested */
4079         if (bp->b_iodone != NULL) {
4080                 biodone = bp->b_iodone;
4081                 bp->b_iodone = NULL;
4082                 (*biodone) (bp);
4083                 if (dropobj)
4084                         bufobj_wdrop(dropobj);
4085                 return;
4086         }
4087
4088         bufdone_finish(bp);
4089
4090         if (dropobj)
4091                 bufobj_wdrop(dropobj);
4092 }
4093
4094 void
4095 bufdone_finish(struct buf *bp)
4096 {
4097         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4098
4099         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4100                 buf_complete(bp);
4101
4102         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4103                 /*
4104                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4105                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4106                  * routines.
4107                  */
4108                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4109                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4110                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4111                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4112                 vfs_vmio_iodone(bp);
4113         }
4114
4115         /*
4116          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4117          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4118          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4119          */
4120         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4121                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4122                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4123                         brelse(bp);
4124                 else
4125                         bqrelse(bp);
4126         } else
4127                 bdone(bp);
4128 }
4129
4130 /*
4131  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4132  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4133  * consistent.
4134  */
4135 void
4136 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4137 {
4138         int i;
4139         vm_object_t obj;
4140         vm_page_t m;
4141
4142         runningbufwakeup(bp);
4143         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4144                 return;
4145
4146         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4147         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4148         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4149                 m = bp->b_pages[i];
4150                 if (m == bogus_page) {
4151                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4152                         if (!m)
4153                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4154                         bp->b_pages[i] = m;
4155                         if (buf_mapped(bp)) {
4156                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4157                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4158                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4159                         } else
4160                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4161                 }
4162                 vm_page_sunbusy(m);
4163         }
4164         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4165         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4166 }
4167
4168 /*
4169  * vfs_page_set_valid:
4170  *
4171  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4172  *      range is restricted to the buffer's size.
4173  *
4174  *      This routine is typically called after a read completes.
4175  */
4176 static void
4177 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4178 {
4179         vm_ooffset_t eoff;
4180
4181         /*
4182          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4183          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4184          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4185          * allocation size of the buffer.
4186          */
4187         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4188         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4189                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4190
4191         /*
4192          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4193          * entire page.
4194          */
4195         if (eoff > off)
4196                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4197 }
4198
4199 /*
4200  * vfs_page_set_validclean:
4201  *
4202  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4203  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4204  */
4205 static void
4206 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4207 {
4208         vm_ooffset_t soff, eoff;
4209
4210         /*
4211          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4212          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4213          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4214          * of the buffer.
4215          */
4216         soff = off;
4217         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4218         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4219                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4220
4221         /*
4222          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4223          * entire page.
4224          */
4225         if (eoff > soff) {
4226                 vm_page_set_validclean(
4227                     m,
4228                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4229                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4230                 );
4231         }
4232 }
4233
4234 /*
4235  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4236  * exclusive busy, drain it.
4237  */
4238 void
4239 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4240 {
4241         vm_page_t m;
4242         int i, last_busied;
4243
4244         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4245         last_busied = 0;
4246         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4247                 m = bp->b_pages[i];
4248                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4249                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4250                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4251                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4252                                 vm_page_lock(m);
4253                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4254                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4255                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4256                         }
4257                 }
4258         }
4259         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4260                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4261 }
4262
4263 /*
4264  * This routine is called before a device strategy routine.
4265  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4266  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4267  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4268  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4269  * inconsistent.
4270  *
4271  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4272  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4273  * and should be ignored.
4274  */
4275 void
4276 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4277 {
4278         vm_object_t obj;
4279         vm_ooffset_t foff;
4280         vm_page_t m;
4281         int i;
4282         bool bogus;
4283
4284         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4285                 return;
4286
4287         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4288         foff = bp->b_offset;
4289         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4290             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4291         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4292         vfs_drain_busy_pages(bp);
4293         if (bp->b_bufsize != 0)
4294                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4295         bogus = false;
4296         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4297                 m = bp->b_pages[i];
4298
4299                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4300                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4301                         vm_page_sbusy(m);
4302                 }
4303                 /*
4304                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4305                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4306                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4307                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4308                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4309                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4310                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4311                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4312                  * first place ).  The replacement prevents the read
4313                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4314                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4315                  * It may not work properly with small-block devices.
4316                  * We need to find a better way.
4317                  */
4318                 if (clear_modify) {
4319                         pmap_remove_write(m);
4320                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4321                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4322                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4323                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4324                         bogus = true;
4325                 }
4326                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4327         }
4328         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4329         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4330                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4331                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4332                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4333         }
4334 }
4335
4336 /*
4337  *      vfs_bio_set_valid:
4338  *
4339  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4340  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4341  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4342  *      page.
4343  */
4344 void   
4345 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4346 {
4347         int i, n;
4348         vm_page_t m;
4349
4350         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4351                 return;
4352
4353         /*
4354          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4355          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4356          * first page that can be validated.
4357          */
4358         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4359         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4360
4361         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4362         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4363                 m = bp->b_pages[i];
4364                 if (n > size)
4365                         n = size;
4366                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4367                 base += n;
4368                 size -= n;
4369                 n = PAGE_SIZE;
4370         }
4371         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4372 }
4373
4374 /*
4375  *      vfs_bio_clrbuf:
4376  *
4377  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4378  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4379  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4380  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4381  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4382  *
4383  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4384  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4385  */
4386 void
4387 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4388 {
4389         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4390
4391         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4392                 clrbuf(bp);
4393                 return;
4394         }
4395         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4396         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4397         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4398         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4399             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4400                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4401                         goto unlock;
4402                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4403                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4404                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4405                         goto unlock;
4406                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4407                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4408                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4409                         goto unlock;
4410                 }
4411         }
4412         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4413         slide = 0;
4414         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4415                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4416                 ea = slide & PAGE_MASK;
4417                 if (ea == 0)
4418                         ea = PAGE_SIZE;
4419                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4420                         continue;
4421                 j = sa / DEV_BSIZE;
4422                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4423                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4424                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4425                         continue;
4426                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4427                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4428                 else {
4429                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4430                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4431                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4432                                             sa, DEV_BSIZE);
4433                                 }
4434                         }
4435                 }
4436                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4437         }
4438 unlock:
4439         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4440         bp->b_resid = 0;
4441 }
4442
4443 void
4444 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4445 {
4446         vm_page_t m;
4447         int i, n;
4448
4449         if (buf_mapped(bp)) {
4450                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4451                 bzero(bp->b_data + base, size);
4452         } else {
4453                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4454                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4455                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4456                         m = bp->b_pages[i];
4457                         if (n > size)
4458                                 n = size;
4459                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4460                         base += n;
4461                         size -= n;
4462                         n = PAGE_SIZE;
4463                 }
4464         }
4465 }
4466
4467 /*
4468  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4469  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4470  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4471  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4472  */
4473 static void
4474 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4475 {
4476
4477         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4478             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4479
4480         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4481                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4482         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4483                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4484         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4485                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4486                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4487                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4488                 if (release)
4489                         brelse(bp);
4490         } else if (release)
4491                 bqrelse(bp);
4492 }
4493
4494 void
4495 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4496 {
4497
4498         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4499 }
4500
4501 void
4502 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4503 {
4504
4505         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4506 }
4507
4508 /*
4509  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4510  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4511  * not associated with a file object.
4512  */
4513 static void
4514 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4515 {
4516         vm_offset_t pg;
4517         vm_page_t p;
4518         int index;
4519
4520         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4521
4522         to = round_page(to);
4523         from = round_page(from);
4524         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4525
4526         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4527                 /*
4528                  * note: must allocate system pages since blocking here
4529                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4530                  * process we are.
4531                  */
4532                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4533                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4534                     VM_ALLOC_WAITOK);
4535                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4536                 bp->b_pages[index] = p;
4537         }
4538         bp->b_npages = index;
4539 }
4540
4541 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4542 static void
4543 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4544 {
4545         vm_offset_t from;
4546         vm_page_t p;
4547         int index, newnpages;
4548
4549         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4550
4551         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4552         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4553         if (bp->b_npages > newnpages)
4554                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4555         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4556                 p = bp->b_pages[index];
4557                 bp->b_pages[index] = NULL;
4558                 p->wire_count--;
4559                 vm_page_free(p);
4560         }
4561         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, bp->b_npages - newnpages);
4562         bp->b_npages = newnpages;
4563 }
4564
4565 /*
4566  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4567  *
4568  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4569  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4570  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4571  *
4572  * Note that even if the caller determines that the address space should
4573  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4574  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4575  * check the return value.
4576  *
4577  * This function only works with pager buffers.
4578  */
4579 int
4580 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4581 {
4582         vm_prot_t prot;
4583         int pidx;
4584
4585         if (bp->b_bufsize < 0)
4586                 return (-1);
4587         prot = VM_PROT_READ;
4588         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4589                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4590         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4591             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4592             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4593                 return (-1);
4594         bp->b_npages = pidx;
4595         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4596         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4597                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4598                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4599         } else
4600                 bp->b_data = unmapped_buf;
4601         return(0);
4602 }
4603
4604 /*
4605  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4606  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4607  *
4608  * This function only works with pager buffers.
4609  */
4610 void
4611 vunmapbuf(struct buf *bp)
4612 {
4613         int npages;
4614
4615         npages = bp->b_npages;
4616         if (buf_mapped(bp))
4617                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4618         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4619
4620         bp->b_data = unmapped_buf;
4621 }
4622
4623 void
4624 bdone(struct buf *bp)
4625 {
4626         struct mtx *mtxp;
4627
4628         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4629         mtx_lock(mtxp);
4630         bp->b_flags |= B_DONE;
4631         wakeup(bp);
4632         mtx_unlock(mtxp);
4633 }
4634
4635 void
4636 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4637 {
4638         struct mtx *mtxp;
4639
4640         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4641         mtx_lock(mtxp);
4642         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4643                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4644         mtx_unlock(mtxp);
4645 }
4646
4647 int
4648 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4649 {
4650
4651         return (VOP_FSYNC(bo->__bo_vnode, waitfor, curthread));
4652 }
4653
4654 void
4655 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4656 {
4657         int i = 0;
4658         struct vnode *vp;
4659
4660         vp = bp->b_vp;
4661         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4662         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4663             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4664         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4665         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4666 }
4667
4668 void
4669 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4670 {
4671
4672         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4673         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4674         bo->bo_numoutput++;
4675 }
4676
4677 void
4678 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4679 {
4680
4681         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4682         BO_LOCK(bo);
4683         bo->bo_numoutput++;
4684         BO_UNLOCK(bo);
4685 }
4686
4687 void
4688 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4689 {
4690
4691         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4692         BO_LOCK(bo);
4693         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4694         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4695                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4696                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4697         }
4698         BO_UNLOCK(bo);
4699 }
4700
4701 int
4702 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4703 {
4704         int error;
4705
4706         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4707         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4708         error = 0;
4709         while (bo->bo_numoutput) {
4710                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4711                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4712                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4713                 if (error)
4714                         break;
4715         }
4716         return (error);
4717 }
4718
4719 void
4720 bpin(struct buf *bp)
4721 {
4722         struct mtx *mtxp;
4723
4724         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4725         mtx_lock(mtxp);
4726         bp->b_pin_count++;
4727         mtx_unlock(mtxp);
4728 }
4729
4730 void
4731 bunpin(struct buf *bp)
4732 {
4733         struct mtx *mtxp;
4734
4735         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4736         mtx_lock(mtxp);
4737         if (--bp->b_pin_count == 0)
4738                 wakeup(bp);
4739         mtx_unlock(mtxp);
4740 }
4741
4742 void
4743 bunpin_wait(struct buf *bp)
4744 {
4745         struct mtx *mtxp;
4746
4747         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4748         mtx_lock(mtxp);
4749         while (bp->b_pin_count > 0)
4750                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, "bwunpin", 0);
4751         mtx_unlock(mtxp);
4752 }
4753
4754 /*
4755  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4756  */
4757 void
4758 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4759 {
4760
4761         if (!buf_mapped(bp)) {
4762                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4763                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4764                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4765                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4766                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4767                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4768                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4769                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4770                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4771                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4772         } else {
4773                 bip->bio_data = bp->b_data;
4774                 bip->bio_ma = NULL;
4775         }
4776 }
4777
4778 static int buf_pager_relbuf;
4779 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
4780     &buf_pager_relbuf, 0,
4781     "Make buffer pager release buffers after reading");
4782
4783 /*
4784  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
4785  *
4786  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
4787  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
4788  * device block size is greater than the machine page size.  The
4789  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
4790  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
4791  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
4792  * pages.
4793  *
4794  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
4795  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
4796  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
4797  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
4798  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
4799  * shared-busy to excl-busy state after the read.
4800  */
4801 int
4802 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
4803     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
4804     vbg_get_blksize_t get_blksize)
4805 {
4806         vm_page_t m;
4807         vm_object_t object;
4808         struct buf *bp;
4809         struct mount *mp;
4810         daddr_t lbn, lbnp;
4811         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
4812         long bsize;
4813         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
4814         bool redo, lpart;
4815
4816         object = vp->v_object;
4817         mp = vp->v_mount;
4818         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
4819         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
4820                 return (VM_PAGER_BAD);
4821
4822         /*
4823          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
4824          * to where it ends, because that's the end of the requested region
4825          * and the start of the potential read-ahead region.
4826          */
4827         la += PAGE_SIZE;
4828         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
4829         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
4830
4831         /*
4832          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
4833          */
4834         pgsin = count;
4835         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
4836         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
4837         pgsin += pgsin_b;
4838         if (rbehind != NULL)
4839                 *rbehind = pgsin_b;
4840         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
4841         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
4842                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
4843                     PAGE_SIZE) - la);
4844         pgsin += pgsin_a;
4845         if (rahead != NULL)
4846                 *rahead = pgsin_a;
4847         PCPU_INC(cnt.v_vnodein);
4848         PCPU_ADD(cnt.v_vnodepgsin, pgsin);
4849
4850         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
4851             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
4852         VM_OBJECT_WLOCK(object);
4853 again:
4854         for (i = 0; i < count; i++)
4855                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
4856         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4857
4858         lbnp = -1;
4859         for (i = 0; i < count; i++) {
4860                 m = ma[i];
4861
4862                 /*
4863                  * Pages are shared busy and the object lock is not
4864                  * owned, which together allow for the pages'
4865                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
4866                  * useless creation of the buffer for the most typical
4867                  * case when invalidation is not used in redo or for
4868                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
4869                  * the end of the function catches the race in a
4870                  * reliable way (protected by the object lock).
4871                  */
4872                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
4873                         continue;
4874
4875                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
4876                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
4877                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
4878                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
4879                         if (lbn == lbnp)
4880                                 goto next_page;
4881                         lbnp = lbn;
4882
4883                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
4884                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
4885                             br_flags, &bp);
4886                         if (error != 0)
4887                                 goto end_pages;
4888                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4889                                 /*
4890                                  * Invalidation clears m->valid, but
4891                                  * may leave B_CACHE flag if the
4892                                  * buffer existed at the invalidation
4893                                  * time.  In this case, recycle the
4894                                  * buffer to do real read on next
4895                                  * bread() after redo.
4896                                  *
4897                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
4898                                  * necessary, enable to reduce buf
4899                                  * cache pressure.
4900                                  */
4901                                 if (buf_pager_relbuf ||
4902                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4903                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
4904
4905                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
4906                                 brelse(bp);
4907                         } else {
4908                                 bqrelse(bp);
4909                         }
4910                 }
4911                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
4912                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
4913                     ("buf %d %p invalid", i, m));
4914                 if (i == count - 1 && lpart) {
4915                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
4916                         if (m->valid != 0 &&
4917                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4918                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
4919                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4920                 }
4921 next_page:;
4922         }
4923 end_pages:
4924
4925         VM_OBJECT_WLOCK(object);
4926         redo = false;
4927         for (i = 0; i < count; i++) {
4928                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
4929                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
4930
4931                 /*
4932                  * Since the pages were only sbusy while neither the
4933                  * buffer nor the object lock was held by us, or
4934                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
4935                  * relinguish, they could have been invalidated.
4936                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
4937                  *
4938                  * Note that the last page is made fully valid in the
4939                  * read loop, and partial validity for the page at
4940                  * index count - 1 could mean that the page was
4941                  * invalidated or removed, so we must restart for
4942                  * safety as well.
4943                  */
4944                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4945                         redo = true;
4946         }
4947         if (redo && error == 0)
4948                 goto again;
4949         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4950         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
4951 }
4952
4953 #include "opt_ddb.h"
4954 #ifdef DDB
4955 #include <ddb/ddb.h>
4956
4957 /* DDB command to show buffer data */
4958 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4959 {
4960         /* get args */
4961         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4962
4963         if (!have_addr) {
4964                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4965                 return;
4966         }
4967
4968         db_printf("buf at %p\n", bp);
4969         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4970             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4971             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4972         db_printf(
4973             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4974             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4975             "b_dep = %p\n",
4976             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4977             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4978             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4979         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
4980             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
4981         if (bp->b_npages) {
4982                 int i;
4983                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4984                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4985                         vm_page_t m;
4986                         m = bp->b_pages[i];
4987                         db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", (void *)m->object,
4988                             (u_long)m->pindex, (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4989                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4990                                 db_printf(",");
4991                 }
4992                 db_printf("\n");
4993         }
4994         db_printf(" ");
4995         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4996 }
4997
4998 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4999 {
5000         struct buf *bp;
5001         int i;
5002
5003         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5004                 bp = &buf[i];
5005                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5006                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5007                         db_printf("\n");
5008                         if (db_pager_quit)
5009                                 break;
5010                 }
5011         }
5012 }
5013
5014 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5015 {
5016         struct vnode *vp;
5017         struct buf *bp;
5018
5019         if (!have_addr) {
5020                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5021                 return;
5022         }
5023         vp = (struct vnode *)addr;
5024         db_printf("Clean buffers:\n");
5025         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5026                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5027                 db_printf("\n");
5028         }
5029         db_printf("Dirty buffers:\n");
5030         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5031                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5032                 db_printf("\n");
5033         }
5034 }
5035
5036 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5037 {
5038         struct buf *bp;
5039         int i, used = 0, nfree = 0;
5040
5041         if (have_addr) {
5042                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5043                 return;
5044         }
5045
5046         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5047                 bp = &buf[i];
5048                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5049                         nfree++;
5050                 else
5051                         used++;
5052         }
5053
5054         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5055             nfree + used);
5056         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5057 }
5058 #endif /* DDB */