]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Merge the vm_page hold and wire mechanisms.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61 #include <sys/limits.h>
62 #include <sys/lock.h>
63 #include <sys/malloc.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/kernel.h>
67 #include <sys/kthread.h>
68 #include <sys/proc.h>
69 #include <sys/racct.h>
70 #include <sys/resourcevar.h>
71 #include <sys/rwlock.h>
72 #include <sys/smp.h>
73 #include <sys/sysctl.h>
74 #include <sys/sysproto.h>
75 #include <sys/vmem.h>
76 #include <sys/vmmeter.h>
77 #include <sys/vnode.h>
78 #include <sys/watchdog.h>
79 #include <geom/geom.h>
80 #include <vm/vm.h>
81 #include <vm/vm_param.h>
82 #include <vm/vm_kern.h>
83 #include <vm/vm_object.h>
84 #include <vm/vm_page.h>
85 #include <vm/vm_pageout.h>
86 #include <vm/vm_pager.h>
87 #include <vm/vm_extern.h>
88 #include <vm/vm_map.h>
89 #include <vm/swap_pager.h>
90
91 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
92
93 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
94
95 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
96         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
97         .bop_write      =       bufwrite,
98         .bop_strategy   =       bufstrategy,
99         .bop_sync       =       bufsync,
100         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
101 };
102
103 struct bufqueue {
104         struct mtx_padalign     bq_lock;
105         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
106         uint8_t                 bq_index;
107         uint16_t                bq_subqueue;
108         int                     bq_len;
109 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
110
111 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
112 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
113 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
115
116 struct bufdomain {
117         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
118         struct bufqueue bd_dirtyq;
119         struct bufqueue *bd_cleanq;
120         struct mtx_padalign bd_run_lock;
121         /* Constants */
122         long            bd_maxbufspace;
123         long            bd_hibufspace;
124         long            bd_lobufspace;
125         long            bd_bufspacethresh;
126         int             bd_hifreebuffers;
127         int             bd_lofreebuffers;
128         int             bd_hidirtybuffers;
129         int             bd_lodirtybuffers;
130         int             bd_dirtybufthresh;
131         int             bd_lim;
132         /* atomics */
133         int             bd_wanted;
134         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
136         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
138 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
139
140 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
141 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
142 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
144 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
145 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
148
149 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
150 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
151 caddr_t unmapped_buf;
152
153 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
154 struct proc *bufdaemonproc;
155
156 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
157 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
158 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
159                 vm_offset_t to);
160 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
161 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
162                 vm_page_t m);
163 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
164 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
165 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
166 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
167 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
168 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
169                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
170 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
171                 void (*)(struct buf *));
172 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
173 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
174 static void buf_daemon(void);
175 static __inline void bd_wakeup(void);
176 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
177 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
178 static void bufkva_free(struct buf *);
179 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
180 static void buf_release(void *, void **, int);
181 static void maxbcachebuf_adjust(void);
182 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
183 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
184 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
185 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
186 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
187             const char *lockname);
188 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
189 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
190 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
191 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
192
193 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
194 int vmiodirenable = TRUE;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
196     "Use the VM system for directory writes");
197 long runningbufspace;
198 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
199     "Amount of presently outstanding async buffer io");
200 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
201     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
202 static counter_u64_t bufkvaspace;
203 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
204     "Kernel virtual memory used for buffers");
205 static long maxbufspace;
206 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
207     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
208     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
209     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
210 static long bufmallocspace;
211 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
212     "Amount of malloced memory for buffers");
213 static long maxbufmallocspace;
214 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
215     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
216 static long lobufspace;
217 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
218     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
219     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
220     "Minimum amount of buffers we want to have");
221 long hibufspace;
222 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
223     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
224     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
225     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
226 long bufspacethresh;
227 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
228     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
229     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
230     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
231 static counter_u64_t buffreekvacnt;
232 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
233     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
234 static counter_u64_t bufdefragcnt;
235 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
236     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
237 static long lorunningspace;
238 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
239     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
240     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
241 static long hirunningspace;
242 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
243     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
244     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
245 int dirtybufferflushes;
246 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
247     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
248 int bdwriteskip;
249 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
250     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
251 int altbufferflushes;
252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
253     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
254 static int recursiveflushes;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
256     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
257 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
258 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
259     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
260     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
261 static int lodirtybuffers;
262 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
263     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
264     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
265     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
266 static int hidirtybuffers;
267 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
268     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
269     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
270     "When the number of dirty buffers is considered severe");
271 int dirtybufthresh;
272 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
273     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
274     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
275     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
276 static int numfreebuffers;
277 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
278     "Number of free buffers");
279 static int lofreebuffers;
280 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
281     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
282     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
283    "Target number of free buffers");
284 static int hifreebuffers;
285 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
286     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
287     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
288    "Threshold for clean buffer recycling");
289 static counter_u64_t getnewbufcalls;
290 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
291    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
292 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
293 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
294     &getnewbufrestarts,
295     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
296 static counter_u64_t mappingrestarts;
297 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
298     &mappingrestarts,
299     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
300     "unmapped buffer");
301 static counter_u64_t numbufallocfails;
302 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
303     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
304 static int flushbufqtarget = 100;
305 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
306     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
307 static counter_u64_t notbufdflushes;
308 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
309     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
310 static long barrierwrites;
311 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
312     "Number of barrier writes");
313 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
314     &unmapped_buf_allowed, 0,
315     "Permit the use of the unmapped i/o");
316 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
317 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
318     "Maximum size of a buffer cache block");
319
320 /*
321  * This lock synchronizes access to bd_request.
322  */
323 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
324
325 /*
326  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
327  * waitrunningbufspace().
328  */
329 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
330
331 /*
332  * Lock that protects bdirtywait.
333  */
334 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
335
336 /*
337  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
338  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
339  * is idling.
340  */
341 static int bd_request;
342
343 /*
344  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
345  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
346  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
347  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
348  */
349 static int bd_speedupreq;
350
351 /*
352  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
353  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
354  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
355  */
356 static int runningbufreq;
357
358 /*
359  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
360  */
361 static int bdirtywait;
362
363 /*
364  * Definitions for the buffer free lists.
365  */
366 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
367 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
368 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
369 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
370 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
371
372 /* Maximum number of buffer domains. */
373 #define BUF_DOMAINS     8
374
375 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
376 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
377
378 /* Configured number of clean queues. */
379 static int __read_mostly buf_domains;
380
381 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
382 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
383 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
384
385 /*
386  * per-cpu empty buffer cache.
387  */
388 uma_zone_t buf_zone;
389
390 /*
391  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
392  * buf_wmesg is referred from macros.
393  */
394 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
395
396 static int
397 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
398 {
399         long value;
400         int error;
401
402         value = *(long *)arg1;
403         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
404         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
405                 return (error);
406         mtx_lock(&rbreqlock);
407         if (arg1 == &hirunningspace) {
408                 if (value < lorunningspace)
409                         error = EINVAL;
410                 else
411                         hirunningspace = value;
412         } else {
413                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
414                     ("%s: unknown arg1", __func__));
415                 if (value > hirunningspace)
416                         error = EINVAL;
417                 else
418                         lorunningspace = value;
419         }
420         mtx_unlock(&rbreqlock);
421         return (error);
422 }
423
424 static int
425 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
426 {
427         int error;
428         int value;
429         int i;
430
431         value = *(int *)arg1;
432         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
433         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
434                 return (error);
435         *(int *)arg1 = value;
436         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
437                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
438                     value / buf_domains;
439
440         return (error);
441 }
442
443 static int
444 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
445 {
446         long value;
447         int error;
448         int i;
449
450         value = *(long *)arg1;
451         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
452         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
453                 return (error);
454         *(long *)arg1 = value;
455         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
456                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
457                     value / buf_domains;
458
459         return (error);
460 }
461
462 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
463     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
464 static int
465 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
466 {
467         long lvalue;
468         int ivalue;
469         int i;
470
471         lvalue = 0;
472         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
473                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
474         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
475                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
476         if (lvalue > INT_MAX)
477                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
478                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
479         ivalue = lvalue;
480         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
481 }
482 #else
483 static int
484 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
485 {
486         long lvalue;
487         int i;
488
489         lvalue = 0;
490         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
491                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
492         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
493 }
494 #endif
495
496 static int
497 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
498 {
499         int value;
500         int i;
501
502         value = 0;
503         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
504                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
505         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
506 }
507
508 /*
509  *      bdirtywakeup:
510  *
511  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
512  */
513 static void
514 bdirtywakeup(void)
515 {
516         mtx_lock(&bdirtylock);
517         if (bdirtywait) {
518                 bdirtywait = 0;
519                 wakeup(&bdirtywait);
520         }
521         mtx_unlock(&bdirtylock);
522 }
523
524 /*
525  *      bd_clear:
526  *
527  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
528  *      is decremented.
529  */
530 static void
531 bd_clear(struct bufdomain *bd)
532 {
533
534         mtx_lock(&bdirtylock);
535         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
536                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
537         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
538                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
539         mtx_unlock(&bdirtylock);
540 }
541
542 /*
543  *      bd_set:
544  *
545  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
546  *      is incremented.
547  */
548 static void
549 bd_set(struct bufdomain *bd)
550 {
551
552         mtx_lock(&bdirtylock);
553         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
554                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
555         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
556                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
557         mtx_unlock(&bdirtylock);
558 }
559
560 /*
561  *      bdirtysub:
562  *
563  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
564  *      threads blocked in bwillwrite().
565  */
566 static void
567 bdirtysub(struct buf *bp)
568 {
569         struct bufdomain *bd;
570         int num;
571
572         bd = bufdomain(bp);
573         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
574         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
575                 bdirtywakeup();
576         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
577                 bd_clear(bd);
578 }
579
580 /*
581  *      bdirtyadd:
582  *
583  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
584  *      daemon if needed.
585  */
586 static void
587 bdirtyadd(struct buf *bp)
588 {
589         struct bufdomain *bd;
590         int num;
591
592         /*
593          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
594          * buf daemon will keep running until the condition clears.
595          */
596         bd = bufdomain(bp);
597         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
598         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
599                 bd_wakeup();
600         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
601                 bd_set(bd);
602 }
603
604 /*
605  *      bufspace_daemon_wakeup:
606  *
607  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
608  */
609 static void
610 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
611 {
612
613         /*
614          * avoid the lock if the daemon is running.
615          */
616         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
617                 BD_RUN_LOCK(bd);
618                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
619                 wakeup(&bd->bd_running);
620                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
621         }
622 }
623
624 /*
625  *      bufspace_daemon_wait:
626  *
627  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
628  */
629 static void
630 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
631 {
632         /*
633          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
634          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
635          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
636          * freebuffers prior to checking bd_running.
637          */
638         BD_RUN_LOCK(bd);
639         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
640         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
641             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
642                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
643                     "-", hz);
644         } else {
645                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
646                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
647                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
648         }
649 }
650
651 /*
652  *      bufspace_adjust:
653  *
654  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
655  *      waking any waiters.
656  */
657 static void
658 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
659 {
660         struct bufdomain *bd;
661         long space;
662         int diff;
663
664         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
665             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
666         bd = bufdomain(bp);
667         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
668         if (diff < 0) {
669                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
670         } else if (diff > 0) {
671                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
672                 /* Wake up the daemon on the transition. */
673                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
674                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
675                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
676         }
677         bp->b_bufsize = bufsize;
678 }
679
680 /*
681  *      bufspace_reserve:
682  *
683  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
684  *      different space limit than data.
685  */
686 static int
687 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
688 {
689         long limit, new;
690         long space;
691
692         if (metadata)
693                 limit = bd->bd_maxbufspace;
694         else
695                 limit = bd->bd_hibufspace;
696         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
697         new = space + size;
698         if (new > limit) {
699                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
700                 return (ENOSPC);
701         }
702
703         /* Wake up the daemon on the transition. */
704         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
705                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
706
707         return (0);
708 }
709
710 /*
711  *      bufspace_release:
712  *
713  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
714  */
715 static void
716 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
717 {
718
719         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
720 }
721
722 /*
723  *      bufspace_wait:
724  *
725  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
726  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
727  *      operation must be re-tried on return.
728  */
729 static void
730 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
731     int slpflag, int slptimeo)
732 {
733         struct thread *td;
734         int error, fl, norunbuf;
735
736         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
737                 return;
738
739         td = curthread;
740         BD_LOCK(bd);
741         while (bd->bd_wanted) {
742                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
743                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
744                         BD_UNLOCK(bd);
745                         /*
746                          * getblk() is called with a vnode locked, and
747                          * some majority of the dirty buffers may as
748                          * well belong to the vnode.  Flushing the
749                          * buffers there would make a progress that
750                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
751                          * cannot lock the vnode.
752                          */
753                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
754                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
755
756                         /*
757                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
758                          * may be called while the thread owns lock
759                          * for another dirty buffer for the same
760                          * vnode, which makes it impossible to use
761                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
762                          * recursion.
763                          */
764                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
765                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
766                         td->td_pflags &= norunbuf;
767                         BD_LOCK(bd);
768                         if (fl != 0)
769                                 continue;
770                         if (bd->bd_wanted == 0)
771                                 break;
772                 }
773                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
774                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
775                 if (error != 0)
776                         break;
777         }
778         BD_UNLOCK(bd);
779 }
780
781
782 /*
783  *      bufspace_daemon:
784  *
785  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
786  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
787  *      block nor work to reclaim buffers.
788  */
789 static void
790 bufspace_daemon(void *arg)
791 {
792         struct bufdomain *bd;
793
794         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
795             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
796
797         bd = arg;
798         for (;;) {
799                 kthread_suspend_check();
800
801                 /*
802                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
803                  * targets.
804                  *
805                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
806                  * when some free buffer headers and space are always
807                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
808                  * the excessive blocking and synchronization associated
809                  * with shortfall.  It goes through three phases according
810                  * demand:
811                  *
812                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
813                  *      during idle periods when the counters are below
814                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
815                  *
816                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
817                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
818                  *      slightly according to the rate of consumption and
819                  *      release.
820                  *
821                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
822                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
823                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
824                  *      until we return to condition 2.
825                  */
826                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
827                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
828                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
829                                 if (bd_flushall(bd))
830                                         continue;
831                                 /*
832                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
833                                  * buffers.  This is possible in particular
834                                  * because softdep may held many bufs locked
835                                  * pending writes to other bufs which are
836                                  * marked for delayed write, exhausting
837                                  * clean space until they are written.
838                                  */
839                                 bd_speedup();
840                                 BD_LOCK(bd);
841                                 if (bd->bd_wanted) {
842                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
843                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
844                                 } else
845                                         BD_UNLOCK(bd);
846                         }
847                         maybe_yield();
848                 }
849                 bufspace_daemon_wait(bd);
850         }
851 }
852
853 /*
854  *      bufmallocadjust:
855  *
856  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
857  *      waking any waiters.
858  */
859 static void
860 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
861 {
862         int diff;
863
864         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
865             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
866         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
867         if (diff < 0)
868                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
869         else
870                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
871         bp->b_bufsize = bufsize;
872 }
873
874 /*
875  *      runningwakeup:
876  *
877  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
878  *      below lorunningspace.
879  */
880 static void
881 runningwakeup(void)
882 {
883
884         mtx_lock(&rbreqlock);
885         if (runningbufreq) {
886                 runningbufreq = 0;
887                 wakeup(&runningbufreq);
888         }
889         mtx_unlock(&rbreqlock);
890 }
891
892 /*
893  *      runningbufwakeup:
894  *
895  *      Decrement the outstanding write count according.
896  */
897 void
898 runningbufwakeup(struct buf *bp)
899 {
900         long space, bspace;
901
902         bspace = bp->b_runningbufspace;
903         if (bspace == 0)
904                 return;
905         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
906         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
907             space, bspace));
908         bp->b_runningbufspace = 0;
909         /*
910          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
911          * the threshold to falling below it.
912          */
913         if (space < lorunningspace)
914                 return;
915         if (space - bspace > lorunningspace)
916                 return;
917         runningwakeup();
918 }
919
920 /*
921  *      waitrunningbufspace()
922  *
923  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
924  *      running.  This routine is used in async-write situations to
925  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
926  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
927  *
928  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
929  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
930  *      caller's write has reached the device.
931  */
932 void
933 waitrunningbufspace(void)
934 {
935
936         mtx_lock(&rbreqlock);
937         while (runningbufspace > hirunningspace) {
938                 runningbufreq = 1;
939                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
940         }
941         mtx_unlock(&rbreqlock);
942 }
943
944
945 /*
946  *      vfs_buf_test_cache:
947  *
948  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
949  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
950  *      valid data.
951  */
952 static __inline void
953 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
954     vm_offset_t size, vm_page_t m)
955 {
956
957         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
958         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
959                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
960                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
961                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
962         }
963 }
964
965 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
966 static void
967 bd_wakeup(void)
968 {
969
970         mtx_lock(&bdlock);
971         if (bd_request == 0) {
972                 bd_request = 1;
973                 wakeup(&bd_request);
974         }
975         mtx_unlock(&bdlock);
976 }
977
978 /*
979  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
980  */
981 static void
982 maxbcachebuf_adjust(void)
983 {
984         int i;
985
986         /*
987          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
988          */
989         i = 2;
990         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
991                 i *= 2;
992         maxbcachebuf = i;
993         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
994                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
995         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
996                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
997         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
998                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
999 }
1000
1001 /*
1002  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1003  */
1004 void
1005 bd_speedup(void)
1006 {
1007         int needwake;
1008
1009         mtx_lock(&bdlock);
1010         needwake = 0;
1011         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1012                 needwake = 1;
1013         bd_speedupreq = 1;
1014         bd_request = 1;
1015         if (needwake)
1016                 wakeup(&bd_request);
1017         mtx_unlock(&bdlock);
1018 }
1019
1020 #ifdef __i386__
1021 #define TRANSIENT_DENOM 5
1022 #else
1023 #define TRANSIENT_DENOM 10
1024 #endif
1025
1026 /*
1027  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1028  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1029  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1030  * being reserved at this time.
1031  */
1032 caddr_t
1033 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1034 {
1035         int tuned_nbuf;
1036         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1037
1038         /*
1039          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1040          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1041          */
1042         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1043
1044         maxbcachebuf_adjust();
1045         /*
1046          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1047          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1048          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1049          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1050          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1051          * maxbcache bytes.
1052          *
1053          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1054          */
1055         if (nbuf == 0) {
1056                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1057
1058                 nbuf = 50;
1059                 if (physmem_est > 4096)
1060                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1061                             65536 / factor);
1062                 if (physmem_est > 65536)
1063                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1064                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1065
1066                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1067                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1068                 tuned_nbuf = 1;
1069         } else
1070                 tuned_nbuf = 0;
1071
1072         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1073         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1074         if (nbuf > maxbuf) {
1075                 if (!tuned_nbuf)
1076                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1077                             maxbuf);
1078                 nbuf = maxbuf;
1079         }
1080
1081         /*
1082          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1083          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1084          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1085          *
1086          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1087          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1088          * maximum buffer map extent on the platform.
1089          *
1090          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1091          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1092          * with ample KVA space.
1093          */
1094         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1095                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1096                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1097                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1098                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1099                         /*
1100                          * There is more KVA than memory.  Do not
1101                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1102                          * of maxbuf to transient map.
1103                          */
1104                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1105                 } else {
1106                         /*
1107                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1108                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1109                          * the buffer map to the transient bio map.
1110                          */
1111                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1112                         buf_sz -= biotmap_sz;
1113                 }
1114                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1115                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1116                 else
1117                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1118                 /*
1119                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1120                  * using the transient mapping.
1121                  */
1122                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1123                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1124                 if (tuned_nbuf)
1125                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1126         }
1127
1128         if (nswbuf == 0) {
1129                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1130                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1131                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1132         }
1133
1134         /*
1135          * Reserve space for the buffer cache buffers
1136          */
1137         buf = (void *)v;
1138         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1139
1140         return(v);
1141 }
1142
1143 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1144 void
1145 bufinit(void)
1146 {
1147         struct buf *bp;
1148         int i;
1149
1150         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1151             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1152             MAXBSIZE));
1153         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1154         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1155         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1156         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1157
1158         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1159
1160         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1161         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1162                 bp = &buf[i];
1163                 bzero(bp, sizeof *bp);
1164                 bp->b_flags = B_INVAL;
1165                 bp->b_rcred = NOCRED;
1166                 bp->b_wcred = NOCRED;
1167                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1168                 bp->b_domain = -1;
1169                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1170                 bp->b_xflags = 0;
1171                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1172                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1173                 BUF_LOCKINIT(bp);
1174                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1175         }
1176
1177         /*
1178          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1179          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1180          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1181          * used by most other requests.  The differential is required to 
1182          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1183          *
1184          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1185          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1186          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1187          * PAGE_SIZE.
1188          */
1189         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1190         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1191         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1192         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1193
1194         /*
1195          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1196          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1197          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1198          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1199          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1200          * hirunningspace.
1201          */
1202         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1203             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1204         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1205
1206         /*
1207          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1208          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1209          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1210          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1211          * average (small) directories.
1212          */
1213         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1214
1215         /*
1216          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1217          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1218          */
1219         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1220         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1221         /*
1222          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1223          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1224          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1225          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1226          */
1227         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1228                 hidirtybuffers >>= 1;
1229         }
1230         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1231
1232         /*
1233          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1234          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1235          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1236          * on other cpus.
1237          *
1238          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1239          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1240          */
1241         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1242         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1243         numfreebuffers = nbuf;
1244
1245         /* Setup the kva and free list allocators. */
1246         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1247         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1248             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1249
1250         /*
1251          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1252          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1253          * concurrency but less accurate LRU.
1254          */
1255         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1256         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1257                 struct bufdomain *bd;
1258
1259                 bd = &bdomain[i];
1260                 bd_init(bd);
1261                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1262                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1263                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1264                 bd->bd_bufspace = 0;
1265                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1266                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1267                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1268                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1269                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1270                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1271                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1272                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1273                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1274                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1275         }
1276         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1277         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1278         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1279         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1280         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1281         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1282         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1283         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1284 }
1285
1286 #ifdef INVARIANTS
1287 static inline void
1288 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1289 {
1290
1291         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1292             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1293         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1294             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1295         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1296             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1297 }
1298
1299 static inline void
1300 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1301 {
1302
1303         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1304             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1305 }
1306
1307 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1308 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1309 #else
1310 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1311 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1312 #endif
1313
1314 static int
1315 isbufbusy(struct buf *bp)
1316 {
1317         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1318             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1319                 return (1);
1320         return (0);
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1325  */
1326 void
1327 bufshutdown(int show_busybufs)
1328 {
1329         static int first_buf_printf = 1;
1330         struct buf *bp;
1331         int iter, nbusy, pbusy;
1332 #ifndef PREEMPTION
1333         int subiter;
1334 #endif
1335
1336         /* 
1337          * Sync filesystems for shutdown
1338          */
1339         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1340         sys_sync(curthread, NULL);
1341
1342         /*
1343          * With soft updates, some buffers that are
1344          * written will be remarked as dirty until other
1345          * buffers are written.
1346          */
1347         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1348                 nbusy = 0;
1349                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1350                         if (isbufbusy(bp))
1351                                 nbusy++;
1352                 if (nbusy == 0) {
1353                         if (first_buf_printf)
1354                                 printf("All buffers synced.");
1355                         break;
1356                 }
1357                 if (first_buf_printf) {
1358                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1359                         first_buf_printf = 0;
1360                 }
1361                 printf("%d ", nbusy);
1362                 if (nbusy < pbusy)
1363                         iter = 0;
1364                 pbusy = nbusy;
1365
1366                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1367                 sys_sync(curthread, NULL);
1368
1369 #ifdef PREEMPTION
1370                 /*
1371                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1372                  */
1373                 DELAY(50000 * iter);
1374 #else
1375                 /*
1376                  * Context switch several times to allow interrupt
1377                  * threads to run.
1378                  */
1379                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1380                         thread_lock(curthread);
1381                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1382                         thread_unlock(curthread);
1383                         DELAY(1000);
1384                 }
1385 #endif
1386         }
1387         printf("\n");
1388         /*
1389          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1390          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1391          */
1392         nbusy = 0;
1393         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1394                 if (isbufbusy(bp)) {
1395 #if 0
1396 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1397                         if (bp->b_dev == NULL) {
1398                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1399                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1400                                 continue;
1401                         }
1402 #endif
1403                         nbusy++;
1404                         if (show_busybufs > 0) {
1405                                 printf(
1406             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1407                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1408                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1409                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1410                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1411                                 if (show_busybufs > 1)
1412                                         vn_printf(bp->b_vp,
1413                                             "vnode content: ");
1414                         }
1415                 }
1416         }
1417         if (nbusy) {
1418                 /*
1419                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1420                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1421                  */
1422                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1423                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1424         } else {
1425                 if (!first_buf_printf)
1426                         printf("Final sync complete\n");
1427                 /*
1428                  * Unmount filesystems
1429                  */
1430                 if (panicstr == NULL)
1431                         vfs_unmountall();
1432         }
1433         swapoff_all();
1434         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1435 }
1436
1437 static void
1438 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1439 {
1440
1441         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1442
1443         /*
1444          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1445          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1446          */
1447         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1448         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1449         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1450             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1451 }
1452
1453 static inline struct bufdomain *
1454 bufdomain(struct buf *bp)
1455 {
1456
1457         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1458 }
1459
1460 static struct bufqueue *
1461 bufqueue(struct buf *bp)
1462 {
1463
1464         switch (bp->b_qindex) {
1465         case QUEUE_NONE:
1466                 /* FALLTHROUGH */
1467         case QUEUE_SENTINEL:
1468                 return (NULL);
1469         case QUEUE_EMPTY:
1470                 return (&bqempty);
1471         case QUEUE_DIRTY:
1472                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1473         case QUEUE_CLEAN:
1474                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1475         default:
1476                 break;
1477         }
1478         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1483  */
1484 static struct bufqueue *
1485 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1486 {
1487         struct bufqueue *bq, *nbq;
1488
1489         /*
1490          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1491          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1492          * if the queues don't match.
1493          */
1494         bq = bufqueue(bp);
1495         BQ_LOCK(bq);
1496         for (;;) {
1497                 nbq = bufqueue(bp);
1498                 if (bq == nbq)
1499                         break;
1500                 BQ_UNLOCK(bq);
1501                 BQ_LOCK(nbq);
1502                 bq = nbq;
1503         }
1504         return (bq);
1505 }
1506
1507 /*
1508  *      binsfree:
1509  *
1510  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1511  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1512  */
1513 static void
1514 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1515 {
1516         struct bufdomain *bd;
1517         struct bufqueue *bq;
1518
1519         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1520             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1521         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1522
1523         /*
1524          * Handle delayed bremfree() processing.
1525          */
1526         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1527                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1528                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1529                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1530                         BUF_UNLOCK(bp);
1531                         return;
1532                 }
1533                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1534                 bq_remove(bq, bp);
1535                 BQ_UNLOCK(bq);
1536         }
1537         bd = bufdomain(bp);
1538         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1539                 if (bd->bd_lim != 0)
1540                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1541                 else
1542                         bq = bd->bd_cleanq;
1543         } else
1544                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1545         bq_insert(bq, bp, true);
1546 }
1547
1548 /*
1549  * buf_free:
1550  *
1551  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1552  */
1553 static void
1554 buf_free(struct buf *bp)
1555 {
1556
1557         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1558                 bremfreef(bp);
1559         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1560                 panic("losing buffer 1");
1561         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1562                 crfree(bp->b_rcred);
1563                 bp->b_rcred = NOCRED;
1564         }
1565         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1566                 crfree(bp->b_wcred);
1567                 bp->b_wcred = NOCRED;
1568         }
1569         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1570                 buf_deallocate(bp);
1571         bufkva_free(bp);
1572         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1573         BUF_UNLOCK(bp);
1574         uma_zfree(buf_zone, bp);
1575 }
1576
1577 /*
1578  * buf_import:
1579  *
1580  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1581  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1582  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1583  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1584  */
1585 static int
1586 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1587 {
1588         struct buf *bp;
1589         int i;
1590
1591         BQ_LOCK(&bqempty);
1592         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1593                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1594                 if (bp == NULL)
1595                         break;
1596                 bq_remove(&bqempty, bp);
1597                 store[i] = bp;
1598         }
1599         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1600
1601         return (i);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * buf_release:
1606  *
1607  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1608  */
1609 static void
1610 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1611 {
1612         struct bufqueue *bq;
1613         struct buf *bp;
1614         int i;
1615
1616         bq = &bqempty;
1617         BQ_LOCK(bq);
1618         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1619                 bp = store[i];
1620                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1621                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1622                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1623                 bq->bq_len++;
1624                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1625         }
1626         BQ_UNLOCK(bq);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * buf_alloc:
1631  *
1632  *      Allocate an empty buffer header.
1633  */
1634 static struct buf *
1635 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1636 {
1637         struct buf *bp;
1638         int freebufs;
1639
1640         /*
1641          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1642          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1643          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1644          */
1645         bp = NULL;
1646         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1647         if (freebufs > 0)
1648                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1649         if (bp == NULL) {
1650                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1651                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1652                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1653                 return (NULL);
1654         }
1655         /*
1656          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1657          */
1658         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1659                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1660
1661         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1662                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1663         
1664         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1665             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1666         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1667             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1668         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1669             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1670         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1671             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1672         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1673         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1674
1675         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1676         bp->b_flags = 0;
1677         bp->b_ioflags = 0;
1678         bp->b_xflags = 0;
1679         bp->b_vflags = 0;
1680         bp->b_vp = NULL;
1681         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1682         bp->b_offset = NOOFFSET;
1683         bp->b_iodone = 0;
1684         bp->b_error = 0;
1685         bp->b_resid = 0;
1686         bp->b_bcount = 0;
1687         bp->b_npages = 0;
1688         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1689         bp->b_bufobj = NULL;
1690         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1691         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1692         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1693         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1694         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1695
1696         return (bp);
1697 }
1698
1699 /*
1700  *      buf_recycle:
1701  *
1702  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1703  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1704  *      defragmenting.
1705  */
1706 static int
1707 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1708 {
1709         struct bufqueue *bq;
1710         struct buf *bp, *nbp;
1711
1712         if (kva)
1713                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1714         nbp = NULL;
1715         bq = bd->bd_cleanq;
1716         BQ_LOCK(bq);
1717         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1718             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1719         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1720
1721         /*
1722          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1723          * depending.
1724          */
1725         while ((bp = nbp) != NULL) {
1726                 /*
1727                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1728                  * release the bqlock).
1729                  */
1730                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1731
1732                 /*
1733                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1734                  * some kva to reclaim.
1735                  */
1736                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1737                         continue;
1738
1739                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1740                         continue;
1741
1742                 /*
1743                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1744                  * accessed buffers.
1745                  */
1746                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1747                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1748                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1749                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1750                         BUF_UNLOCK(bp);
1751                         continue;
1752                 }
1753
1754                 /*
1755                  * Skip buffers with background writes in progress.
1756                  */
1757                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1758                         BUF_UNLOCK(bp);
1759                         continue;
1760                 }
1761
1762                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1763                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1764                     bp->b_qindex, bp));
1765                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1766                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1767                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1768                 /*
1769                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1770                  * the scan from this point on.
1771                  */
1772                 bq_remove(bq, bp);
1773                 BQ_UNLOCK(bq);
1774
1775                 /*
1776                  * Requeue the background write buffer with error and
1777                  * restart the scan.
1778                  */
1779                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1780                         bqrelse(bp);
1781                         BQ_LOCK(bq);
1782                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1783                         continue;
1784                 }
1785                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1786                 brelse(bp);
1787                 return (0);
1788         }
1789         bd->bd_wanted = 1;
1790         BQ_UNLOCK(bq);
1791
1792         return (ENOBUFS);
1793 }
1794
1795 /*
1796  *      bremfree:
1797  *
1798  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1799  *      
1800  */
1801 void
1802 bremfree(struct buf *bp)
1803 {
1804
1805         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1806         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1807             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1808         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1809             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1810         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1811
1812         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1813 }
1814
1815 /*
1816  *      bremfreef:
1817  *
1818  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1819  *      it abuses the b_freelist pointer.
1820  */
1821 void
1822 bremfreef(struct buf *bp)
1823 {
1824         struct bufqueue *bq;
1825
1826         bq = bufqueue_acquire(bp);
1827         bq_remove(bq, bp);
1828         BQ_UNLOCK(bq);
1829 }
1830
1831 static void
1832 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1833 {
1834
1835         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1836         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1837         bq->bq_len = 0;
1838         bq->bq_index = qindex;
1839         bq->bq_subqueue = subqueue;
1840 }
1841
1842 static void
1843 bd_init(struct bufdomain *bd)
1844 {
1845         int i;
1846
1847         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1848         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1849         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1850         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1851                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1852                     "bufq clean subqueue lock");
1853         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1854 }
1855
1856 /*
1857  *      bq_remove:
1858  *
1859  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1860  *      correct qlock held.
1861  */
1862 static void
1863 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1864 {
1865
1866         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1867             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1868         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1869             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1870         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1871             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1872
1873         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1874         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1875                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1876         }
1877         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1878             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1879         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1880         bq->bq_len--;
1881         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1882         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1883 }
1884
1885 static void
1886 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1887 {
1888         struct buf *bp;
1889
1890         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1891         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1892                 BD_LOCK(bd);
1893                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1894                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1895                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1896                             b_freelist);
1897                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1898                 }
1899                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1900                 bq->bq_len = 0;
1901         }
1902         if (bd->bd_wanted) {
1903                 bd->bd_wanted = 0;
1904                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1905         }
1906         if (bq != bd->bd_cleanq)
1907                 BD_UNLOCK(bd);
1908 }
1909
1910 static int
1911 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1912 {
1913         struct bufqueue *bq;
1914         int flushed;
1915         int i;
1916
1917         if (bd->bd_lim == 0)
1918                 return (0);
1919         flushed = 0;
1920         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1921                 bq = &bd->bd_subq[i];
1922                 if (bq->bq_len == 0)
1923                         continue;
1924                 BQ_LOCK(bq);
1925                 bd_flush(bd, bq);
1926                 BQ_UNLOCK(bq);
1927                 flushed++;
1928         }
1929
1930         return (flushed);
1931 }
1932
1933 static void
1934 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1935 {
1936         struct bufdomain *bd;
1937
1938         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1939                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1940
1941         bd = bufdomain(bp);
1942         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1943                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1944                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1945                         bq = bd->bd_cleanq;
1946                 BQ_LOCK(bq);
1947                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1948         } else {
1949                 BQ_LOCK(bq);
1950                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1951         }
1952         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1953         bq->bq_len++;
1954         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1955         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1956
1957         /*
1958          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1959          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1960          */
1961         if (unlock)
1962                 BUF_UNLOCK(bp);
1963
1964         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1965                 /*
1966                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1967                  */
1968                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1969                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1970                         bd_flush(bd, bq);
1971         }
1972         BQ_UNLOCK(bq);
1973 }
1974
1975 /*
1976  *      bufkva_free:
1977  *
1978  *      Free the kva allocation for a buffer.
1979  *
1980  */
1981 static void
1982 bufkva_free(struct buf *bp)
1983 {
1984
1985 #ifdef INVARIANTS
1986         if (bp->b_kvasize == 0) {
1987                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1988                     bp->b_data == unmapped_buf,
1989                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1990         } else if (buf_mapped(bp))
1991                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1992         else
1993                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1994 #endif
1995         if (bp->b_kvasize == 0)
1996                 return;
1997
1998         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1999         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2000         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2001         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2002         bp->b_kvasize = 0;
2003 }
2004
2005 /*
2006  *      bufkva_alloc:
2007  *
2008  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2009  */
2010 static int
2011 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2012 {
2013         vm_offset_t addr;
2014         int error;
2015
2016         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2017             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2018
2019         bufkva_free(bp);
2020
2021         addr = 0;
2022         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2023         if (error != 0) {
2024                 /*
2025                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2026                  * to defragment the map.
2027                  */
2028                 return (error);
2029         }
2030         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2031         bp->b_kvasize = maxsize;
2032         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2033         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2034                 bp->b_data = unmapped_buf;
2035                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2036         } else {
2037                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2038                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2039         }
2040         return (0);
2041 }
2042
2043 /*
2044  *      bufkva_reclaim:
2045  *
2046  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2047  *      callback that fires to avoid returning failure.
2048  */
2049 static void
2050 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2051 {
2052         bool done;
2053         int q;
2054         int i;
2055
2056         done = false;
2057         for (i = 0; i < 5; i++) {
2058                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2059                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2060                                 done = true;
2061                 if (done)
2062                         break;
2063         }
2064         return;
2065 }
2066
2067 /*
2068  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2069  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2070  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2071  */
2072 static void
2073 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2074     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2075 {
2076         struct buf *rabp;
2077         struct thread *td;
2078         int i;
2079
2080         td = curthread;
2081
2082         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2083                 if (inmem(vp, *rablkno))
2084                         continue;
2085                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2086                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2087                         brelse(rabp);
2088                         continue;
2089                 }
2090 #ifdef RACCT
2091                 if (racct_enable) {
2092                         PROC_LOCK(curproc);
2093                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2094                         PROC_UNLOCK(curproc);
2095                 }
2096 #endif /* RACCT */
2097                 td->td_ru.ru_inblock++;
2098                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2099                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2100                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2101                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2102                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2103                 }
2104                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2105                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2106                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2107                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2108                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2109                 BUF_KERNPROC(rabp);
2110                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2111                 bstrategy(rabp);
2112         }
2113 }
2114
2115 /*
2116  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2117  *
2118  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2119  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2120  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2121  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2122  *
2123  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2124  */
2125 int
2126 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2127     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2128     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2129 {
2130         struct buf *bp;
2131         struct thread *td;
2132         int error, readwait, rv;
2133
2134         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2135         td = curthread;
2136         /*
2137          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2138          * are specified.
2139          */
2140         error = getblkx(vp, blkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2141         if (error != 0) {
2142                 *bpp = NULL;
2143                 return (error);
2144         }
2145         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2146         *bpp = bp;
2147
2148         /*
2149          * If not found in cache, do some I/O
2150          */
2151         readwait = 0;
2152         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2153 #ifdef RACCT
2154                 if (racct_enable) {
2155                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2156                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2157                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2158                 }
2159 #endif /* RACCT */
2160                 td->td_ru.ru_inblock++;
2161                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2162                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2163                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2164                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2165                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2166                 }
2167                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2168                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2169                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2170                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2171                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2172                 bstrategy(bp);
2173                 ++readwait;
2174         }
2175
2176         /*
2177          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2178          */
2179         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2180
2181         rv = 0;
2182         if (readwait) {
2183                 rv = bufwait(bp);
2184                 if (rv != 0) {
2185                         brelse(bp);
2186                         *bpp = NULL;
2187                 }
2188         }
2189         return (rv);
2190 }
2191
2192 /*
2193  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2194  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2195  * is invalid.
2196  *
2197  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2198  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2199  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2200  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2201  * here.
2202  */
2203 int
2204 bufwrite(struct buf *bp)
2205 {
2206         int oldflags;
2207         struct vnode *vp;
2208         long space;
2209         int vp_md;
2210
2211         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2212         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2213                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2214                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2215                 brelse(bp);
2216                 return (ENXIO);
2217         }
2218         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2219                 brelse(bp);
2220                 return (0);
2221         }
2222
2223         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2224                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2225
2226         oldflags = bp->b_flags;
2227
2228         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2229
2230         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2231             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2232
2233         vp = bp->b_vp;
2234         if (vp)
2235                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2236         else
2237                 vp_md = 0;
2238
2239         /*
2240          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2241          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2242          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2243          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2244          */
2245         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2246         bundirty(bp);
2247
2248         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2249         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2250         bp->b_flags |= B_CACHE;
2251         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2252
2253         vfs_busy_pages(bp, 1);
2254
2255         /*
2256          * Normal bwrites pipeline writes
2257          */
2258         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2259         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2260
2261 #ifdef RACCT
2262         if (racct_enable) {
2263                 PROC_LOCK(curproc);
2264                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2265                 PROC_UNLOCK(curproc);
2266         }
2267 #endif /* RACCT */
2268         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2269         if (oldflags & B_ASYNC)
2270                 BUF_KERNPROC(bp);
2271         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2272         buf_track(bp, __func__);
2273         bstrategy(bp);
2274
2275         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2276                 int rtval = bufwait(bp);
2277                 brelse(bp);
2278                 return (rtval);
2279         } else if (space > hirunningspace) {
2280                 /*
2281                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2282                  * system.  We will not deadlock here because
2283                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2284                  * to complete. We do not block here if it is the update
2285                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2286                  * to deadlock.
2287                  */
2288                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2289                         waitrunningbufspace();
2290         }
2291
2292         return (0);
2293 }
2294
2295 void
2296 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2297 {
2298         struct buf *nbp;
2299
2300         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2301                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2302                 altbufferflushes++;
2303         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2304                 BO_LOCK(bo);
2305                 /*
2306                  * Try to find a buffer to flush.
2307                  */
2308                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2309                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2310                             BUF_LOCK(nbp,
2311                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2312                                 continue;
2313                         if (bp == nbp)
2314                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2315                         BO_UNLOCK(bo);
2316                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2317                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2318                                 BO_LOCK(bo);
2319                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2320                                 continue;
2321                         }
2322                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2323                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2324                         } else {
2325                                 bremfree(nbp);
2326                                 bawrite(nbp);
2327                         }
2328                         dirtybufferflushes++;
2329                         break;
2330                 }
2331                 if (nbp == NULL)
2332                         BO_UNLOCK(bo);
2333         }
2334 }
2335
2336 /*
2337  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2338  * anything if the buffer is marked invalid.
2339  *
2340  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2341  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2342  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2343  * out synchronously.
2344  */
2345 void
2346 bdwrite(struct buf *bp)
2347 {
2348         struct thread *td = curthread;
2349         struct vnode *vp;
2350         struct bufobj *bo;
2351
2352         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2353         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2354         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2355             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2356         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2357
2358         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2359                 brelse(bp);
2360                 return;
2361         }
2362
2363         /*
2364          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2365          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2366          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2367          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2368          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2369          */
2370         vp = bp->b_vp;
2371         bo = bp->b_bufobj;
2372         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2373                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2374                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2375                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2376         } else
2377                 recursiveflushes++;
2378
2379         bdirty(bp);
2380         /*
2381          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2382          * true even of NFS now.
2383          */
2384         bp->b_flags |= B_CACHE;
2385
2386         /*
2387          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2388          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2389          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2390          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2391          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2392          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2393          * the bmap then...  So, this is important to do.
2394          */
2395         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2396                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2397         }
2398
2399         buf_track(bp, __func__);
2400
2401         /*
2402          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2403          * pages.
2404          *
2405          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2406          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2407          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2408          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2409          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2410          * or perhaps the cluster will be completed.
2411          */
2412         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2413         bqrelse(bp);
2414
2415         /*
2416          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2417          * due to the softdep code.
2418          */
2419 }
2420
2421 /*
2422  *      bdirty:
2423  *
2424  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2425  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2426  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2427  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2428  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2429  *
2430  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2431  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2432  *      should only be called if the buffer is known-good.
2433  *
2434  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2435  *      count.
2436  *
2437  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2438  */
2439 void
2440 bdirty(struct buf *bp)
2441 {
2442
2443         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2444             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2445         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2446         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2447             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2448         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2449         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2450         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2451
2452         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2453                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2454                 reassignbuf(bp);
2455                 bdirtyadd(bp);
2456         }
2457 }
2458
2459 /*
2460  *      bundirty:
2461  *
2462  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2463  *
2464  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2465  *      count.
2466  *      
2467  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2468  */
2469
2470 void
2471 bundirty(struct buf *bp)
2472 {
2473
2474         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2475         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2476         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2477             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2478         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2479
2480         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2481                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2482                 reassignbuf(bp);
2483                 bdirtysub(bp);
2484         }
2485         /*
2486          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2487          */
2488         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2489 }
2490
2491 /*
2492  *      bawrite:
2493  *
2494  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2495  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2496  *
2497  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2498  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2499  */
2500 void
2501 bawrite(struct buf *bp)
2502 {
2503
2504         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2505         (void) bwrite(bp);
2506 }
2507
2508 /*
2509  *      babarrierwrite:
2510  *
2511  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2512  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2513  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2514  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2515  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2516  */
2517 void
2518 babarrierwrite(struct buf *bp)
2519 {
2520
2521         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2522         (void) bwrite(bp);
2523 }
2524
2525 /*
2526  *      bbarrierwrite:
2527  *
2528  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2529  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2530  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2531  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2532  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2533  */
2534 int
2535 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2536 {
2537
2538         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2539         return (bwrite(bp));
2540 }
2541
2542 /*
2543  *      bwillwrite:
2544  *
2545  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2546  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2547  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2548  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2549  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2550  */
2551 void
2552 bwillwrite(void)
2553 {
2554
2555         if (buf_dirty_count_severe()) {
2556                 mtx_lock(&bdirtylock);
2557                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2558                         bdirtywait = 1;
2559                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2560                             "flswai", 0);
2561                 }
2562                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2563         }
2564 }
2565
2566 /*
2567  * Return true if we have too many dirty buffers.
2568  */
2569 int
2570 buf_dirty_count_severe(void)
2571 {
2572
2573         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2574 }
2575
2576 /*
2577  *      brelse:
2578  *
2579  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2580  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2581  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2582  */
2583 void
2584 brelse(struct buf *bp)
2585 {
2586         struct mount *v_mnt;
2587         int qindex;
2588
2589         /*
2590          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2591          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2592          */
2593         if (bp == NULL)
2594                 return;
2595         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2596             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2597         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2598             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2599         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2600             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2601
2602         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2603                 /*
2604                  * Do not process, in particular, do not handle the
2605                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2606                  */
2607                 BUF_UNLOCK(bp);
2608                 return;
2609         }
2610
2611         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2612                 bqrelse(bp);
2613                 return;
2614         }
2615
2616         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2617                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2618                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2619                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2620                 bdirty(bp);
2621         }
2622         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2623             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2624             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2625                 /*
2626                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2627                  * means the device is gone) are treated as being
2628                  * transient.
2629                  *
2630                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2631                  * contract with the local storage device drivers is that
2632                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2633                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2634                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2635                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2636                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2637                  * this entire case should be made obsolete through better
2638                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2639                  *
2640                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2641                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2642                  * to access the buffer to untangle them.
2643                  *
2644                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2645                  */
2646                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2647                 bdirty(bp);
2648         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2649             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2650                 /*
2651                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2652                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2653                  * no longer present.
2654                  */
2655                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2656                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2657                         buf_deallocate(bp);
2658                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2659                         bdirtysub(bp);
2660                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2661                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2662                         allocbuf(bp, 0);
2663                         if (bp->b_vp)
2664                                 brelvp(bp);
2665                 }
2666         }
2667
2668         /*
2669          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2670          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2671          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2672          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2673          * 
2674          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2675          * if B_DELWRI is set.
2676          */
2677         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2678                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2679
2680         /*
2681          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2682          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2683          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2684          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2685          *
2686          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2687          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2688          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2689          *
2690          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2691          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2692          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2693          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2694          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2695          * background write.
2696          */
2697
2698         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2699
2700         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2701             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2702             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2703             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2704                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2705                 allocbuf(bp, 0);
2706         }
2707
2708         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2709             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2710                 allocbuf(bp, 0);
2711                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2712                 if (bp->b_vp != NULL)
2713                         brelvp(bp);
2714         }
2715                         
2716         /*
2717          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2718          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2719          * doesn't find it.
2720          */
2721         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2722             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2723                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2724         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2725                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2726                         bundirty(bp);
2727                 if (bp->b_vp)
2728                         brelvp(bp);
2729         }
2730
2731         buf_track(bp, __func__);
2732
2733         /* buffers with no memory */
2734         if (bp->b_bufsize == 0) {
2735                 buf_free(bp);
2736                 return;
2737         }
2738         /* buffers with junk contents */
2739         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2740             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2741                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2742                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2743                         panic("losing buffer 2");
2744                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2745                 bp->b_flags |= B_AGE;
2746         /* remaining buffers */
2747         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2748                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2749         else
2750                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2751
2752         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2753                 panic("brelse: not dirty");
2754
2755         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2756         /* binsfree unlocks bp. */
2757         binsfree(bp, qindex);
2758 }
2759
2760 /*
2761  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2762  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2763  *
2764  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2765  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2766  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2767  * again soon.
2768  *
2769  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2770  */
2771 void
2772 bqrelse(struct buf *bp)
2773 {
2774         int qindex;
2775
2776         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2777         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2778             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2779
2780         qindex = QUEUE_NONE;
2781         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2782                 /* do not release to free list */
2783                 BUF_UNLOCK(bp);
2784                 return;
2785         }
2786         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2787
2788         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2789                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2790                         bremfreef(bp);
2791                 goto out;
2792         }
2793
2794         /* buffers with stale but valid contents */
2795         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2796             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2797                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2798                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2799                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2800                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2801         } else {
2802                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2803                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2804                         panic("bqrelse: not dirty");
2805                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2806                         brelse(bp);
2807                         return;
2808                 }
2809                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2810         }
2811         buf_track(bp, __func__);
2812         /* binsfree unlocks bp. */
2813         binsfree(bp, qindex);
2814         return;
2815
2816 out:
2817         buf_track(bp, __func__);
2818         /* unlock */
2819         BUF_UNLOCK(bp);
2820 }
2821
2822 /*
2823  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2824  * restore bogus pages.
2825  */
2826 static void
2827 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2828 {
2829         vm_ooffset_t foff;
2830         vm_page_t m;
2831         vm_object_t obj;
2832         struct vnode *vp __unused;
2833         int i, iosize, resid;
2834         bool bogus;
2835
2836         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2837         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2838             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2839             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2840
2841         vp = bp->b_vp;
2842         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2843             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2844         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2845             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2846
2847         foff = bp->b_offset;
2848         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2849             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2850
2851         bogus = false;
2852         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2853         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2854         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2855                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2856                 if (resid > iosize)
2857                         resid = iosize;
2858
2859                 /*
2860                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2861                  */
2862                 m = bp->b_pages[i];
2863                 if (m == bogus_page) {
2864                         bogus = true;
2865                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2866                         if (m == NULL)
2867                                 panic("biodone: page disappeared!");
2868                         bp->b_pages[i] = m;
2869                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2870                         /*
2871                          * In the write case, the valid and clean bits are
2872                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2873                          * only need to do this here in the read case.
2874                          */
2875                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2876                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2877                             "has unexpected dirty bits", m));
2878                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2879                 }
2880                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2881                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2882                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2883
2884                 vm_page_sunbusy(m);
2885                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2886                 iosize -= resid;
2887         }
2888         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2889         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2890         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2891                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2892                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2893                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2894         }
2895 }
2896
2897 /*
2898  * Unwire a page held by a buf and either free it or update the page queues to
2899  * reflect its recent use.
2900  */
2901 static void
2902 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2903 {
2904         bool freed;
2905
2906         vm_page_lock(m);
2907         if (vm_page_unwire_noq(m)) {
2908                 if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2909                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2910                 else
2911                         freed = false;
2912                 if (!freed) {
2913                         /*
2914                          * Use a racy check of the valid bits to determine
2915                          * whether we can accelerate reclamation of the page.
2916                          * The valid bits will be stable unless the page is
2917                          * being mapped or is referenced by multiple buffers,
2918                          * and in those cases we expect races to be rare.  At
2919                          * worst we will either accelerate reclamation of a
2920                          * valid page and violate LRU, or unnecessarily defer
2921                          * reclamation of an invalid page.
2922                          *
2923                          * The B_NOREUSE flag marks data that is not expected to
2924                          * be reused, so accelerate reclamation in that case
2925                          * too.  Otherwise, maintain LRU.
2926                          */
2927                         if (m->valid == 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2928                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2929                         else if (vm_page_active(m))
2930                                 vm_page_reference(m);
2931                         else
2932                                 vm_page_deactivate(m);
2933                 }
2934         }
2935         vm_page_unlock(m);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2940  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2941  */
2942 static void
2943 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2944 {
2945         vm_object_t obj;
2946         vm_page_t m;
2947         int i, resid, poffset, presid;
2948
2949         if (buf_mapped(bp)) {
2950                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2951                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2952         } else
2953                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2954         /*
2955          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2956          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2957          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2958          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2959          *
2960          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2961          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2962          * m->dirty, etc...). 
2963          *
2964          * See man buf(9) for more information
2965          */
2966         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2967         resid = bp->b_bufsize;
2968         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2969         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2970         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2971                 m = bp->b_pages[i];
2972                 if (m == bogus_page)
2973                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2974                 bp->b_pages[i] = NULL;
2975
2976                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2977                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2978                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2979                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2980                         vm_page_lock(m);
2981                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2982                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2983                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2984                 }
2985                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2986                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2987                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2988                 resid -= presid;
2989                 poffset = 0;
2990         }
2991         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2992         bp->b_npages = 0;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2997  */
2998 static void
2999 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3000 {
3001         vm_object_t obj;
3002         vm_page_t m;
3003         int i;
3004
3005         if (bp->b_npages == desiredpages)
3006                 return;
3007
3008         if (buf_mapped(bp)) {
3009                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3010                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3011                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3012         } else
3013                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3014
3015         /*
3016          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3017          */
3018         obj = (bp->b_flags & B_DIRECT) != 0 ? bp->b_bufobj->bo_object : NULL;
3019         if (obj != NULL)
3020                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3021         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3022                 m = bp->b_pages[i];
3023                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3024                 bp->b_pages[i] = NULL;
3025                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
3026         }
3027         if (obj != NULL)
3028                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3029         bp->b_npages = desiredpages;
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3034  */
3035 static void
3036 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3037 {
3038         /*
3039          * We are growing the buffer, possibly in a 
3040          * byte-granular fashion.
3041          */
3042         vm_object_t obj;
3043         vm_offset_t toff;
3044         vm_offset_t tinc;
3045         vm_page_t m;
3046
3047         /*
3048          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3049          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3050          * are not valid for the range covered by the buffer.
3051          */
3052         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3053         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3054         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3055                 /*
3056                  * We must allocate system pages since blocking
3057                  * here could interfere with paging I/O, no
3058                  * matter which process we are.
3059                  *
3060                  * Only exclusive busy can be tested here.
3061                  * Blocking on shared busy might lead to
3062                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3063                  * pages are vfs_busy_pages().
3064                  */
3065                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3066                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3067                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3068                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3069                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3070                 bp->b_npages = desiredpages;
3071         }
3072
3073         /*
3074          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3075          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3076          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3077          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3078          * aligned range ( newbsize ).
3079          *
3080          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3081          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3082          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3083          * fails with NFS if the server or some other client
3084          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3085          * B_CACHE may remain set! XXX
3086          */
3087         toff = bp->b_bcount;
3088         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3089         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3090                 vm_pindex_t pi;
3091
3092                 if (tinc > (size - toff))
3093                         tinc = size - toff;
3094                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3095                 m = bp->b_pages[pi];
3096                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3097                 toff += tinc;
3098                 tinc = PAGE_SIZE;
3099         }
3100         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3101
3102         /*
3103          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3104          */
3105         if (buf_mapped(bp))
3106                 bpmap_qenter(bp);
3107         else
3108                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3113  * write.
3114  */
3115 static int
3116 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3117 {
3118         struct buf *bpa;
3119         int match;
3120
3121         match = 0;
3122
3123         /* If the buf isn't in core skip it */
3124         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3125                 return (0);
3126
3127         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3128         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3129                 return (0);
3130
3131         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3132         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3133             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3134                 goto done;
3135
3136         if (bpa->b_bufsize != size)
3137                 goto done;
3138
3139         /*
3140          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3141          * block has been mapped.
3142          */
3143         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3144                 match = 1;
3145 done:
3146         BUF_UNLOCK(bpa);
3147         return (match);
3148 }
3149
3150 /*
3151  *      vfs_bio_awrite:
3152  *
3153  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3154  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3155  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3156  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3157  */
3158 int
3159 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3160 {
3161         struct bufobj *bo;
3162         int i;
3163         int j;
3164         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3165         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3166         int ncl;
3167         int nwritten;
3168         int size;
3169         int maxcl;
3170         int gbflags;
3171
3172         bo = &vp->v_bufobj;
3173         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3174         /*
3175          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3176          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3177          * rather then at the beginning.
3178          */
3179         if ((vp->v_type == VREG) && 
3180             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3181             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3182
3183                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3184                 maxcl = MAXPHYS / size;
3185
3186                 BO_RLOCK(bo);
3187                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3188                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3189                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3190                                 break;
3191
3192                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3193                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3194                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3195                                 break;
3196                 BO_RUNLOCK(bo);
3197                 --j;
3198                 ncl = i + j;
3199                 /*
3200                  * this is a possible cluster write
3201                  */
3202                 if (ncl != 1) {
3203                         BUF_UNLOCK(bp);
3204                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3205                             gbflags);
3206                         return (nwritten);
3207                 }
3208         }
3209         bremfree(bp);
3210         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3211         /*
3212          * default (old) behavior, writing out only one block
3213          *
3214          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3215          */
3216         nwritten = bp->b_bufsize;
3217         (void) bwrite(bp);
3218
3219         return (nwritten);
3220 }
3221
3222 /*
3223  *      getnewbuf_kva:
3224  *
3225  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3226  */
3227 static int
3228 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3229 {
3230
3231         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3232                 /*
3233                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3234                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3235                  */
3236                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3237
3238                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3239                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3240                         return (ENOSPC);
3241         }
3242         return (0);
3243 }
3244
3245 /*
3246  *      getnewbuf:
3247  *
3248  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3249  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3250  *
3251  *      We block if:
3252  *              We have insufficient buffer headers
3253  *              We have insufficient buffer space
3254  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3255  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3256  *
3257  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3258  *      allocbuf() is called.
3259  */
3260 static struct buf *
3261 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3262 {
3263         struct bufdomain *bd;
3264         struct buf *bp;
3265         bool metadata, reserved;
3266
3267         bp = NULL;
3268         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3269             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3270         if (!unmapped_buf_allowed)
3271                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3272
3273         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3274             vp->v_type == VCHR)
3275                 metadata = true;
3276         else
3277                 metadata = false;
3278         if (vp == NULL)
3279                 bd = &bdomain[0];
3280         else
3281                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3282
3283         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3284         reserved = false;
3285         do {
3286                 if (reserved == false &&
3287                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3288                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3289                         continue;
3290                 }
3291                 reserved = true;
3292                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3293                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3294                         continue;
3295                 }
3296                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3297                         return (bp);
3298                 break;
3299         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3300
3301         if (reserved)
3302                 bufspace_release(bd, maxsize);
3303         if (bp != NULL) {
3304                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3305                 brelse(bp);
3306         }
3307         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3308
3309         return (NULL);
3310 }
3311
3312 /*
3313  *      buf_daemon:
3314  *
3315  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3316  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3317  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3318  */
3319 static struct kproc_desc buf_kp = {
3320         "bufdaemon",
3321         buf_daemon,
3322         &bufdaemonproc
3323 };
3324 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3325
3326 static int
3327 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3328 {
3329         int flushed;
3330
3331         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3332         if (flushed == 0) {
3333                 /*
3334                  * Could not find any buffers without rollback
3335                  * dependencies, so just write the first one
3336                  * in the hopes of eventually making progress.
3337                  */
3338                 if (vp != NULL && target > 2)
3339                         target /= 2;
3340                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3341         }
3342         return (flushed);
3343 }
3344
3345 static void
3346 buf_daemon()
3347 {
3348         struct bufdomain *bd;
3349         int speedupreq;
3350         int lodirty;
3351         int i;
3352
3353         /*
3354          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3355          */
3356         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3357             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3358
3359         /*
3360          * Start the buf clean daemons as children threads.
3361          */
3362         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3363                 int error;
3364
3365                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3366                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3367                 if (error)
3368                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3369         }
3370
3371         /*
3372          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3373          */
3374         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3375         mtx_lock(&bdlock);
3376         for (;;) {
3377                 bd_request = 0;
3378                 mtx_unlock(&bdlock);
3379
3380                 kthread_suspend_check();
3381
3382                 /*
3383                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3384                  * requests.
3385                  */
3386                 speedupreq = bd_speedupreq;
3387                 bd_speedupreq = 0;
3388
3389                 /*
3390                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3391                  * the speedup request.
3392                  */
3393                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3394                         bd = &bdomain[i];
3395                         if (speedupreq)
3396                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3397                         else
3398                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3399                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3400                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3401                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3402                                         break;
3403                                 kern_yield(PRI_USER);
3404                         }
3405                 }
3406
3407                 /*
3408                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3409                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3410                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3411                  * built up, within reason.
3412                  *
3413                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3414                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3415                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3416                  */
3417                 mtx_lock(&bdlock);
3418                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3419                         /*
3420                          * We reached our low water mark, reset the
3421                          * request and sleep until we are needed again.
3422                          * The sleep is just so the suspend code works.
3423                          */
3424                         bd_request = 0;
3425                         /*
3426                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3427                          * changed via sysctl and the explicit transition
3428                          * out of shortfall was missed.
3429                          */
3430                         bdirtywakeup();
3431                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3432                                 runningwakeup();
3433                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3434                 } else {
3435                         /*
3436                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3437                          * still have too many dirty buffers, we
3438                          * have to sleep and try again.  (rare)
3439                          */
3440                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3441                 }
3442         }
3443 }
3444
3445 /*
3446  *      flushbufqueues:
3447  *
3448  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3449  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3450  *      particularly sensitive to.
3451  */
3452 static int flushwithdeps = 0;
3453 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3454     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3455
3456 static int
3457 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3458     int flushdeps)
3459 {
3460         struct bufqueue *bq;
3461         struct buf *sentinel;
3462         struct vnode *vp;
3463         struct mount *mp;
3464         struct buf *bp;
3465         int hasdeps;
3466         int flushed;
3467         int error;
3468         bool unlock;
3469
3470         flushed = 0;
3471         bq = &bd->bd_dirtyq;
3472         bp = NULL;
3473         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3474         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3475         BQ_LOCK(bq);
3476         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3477         BQ_UNLOCK(bq);
3478         while (flushed != target) {
3479                 maybe_yield();
3480                 BQ_LOCK(bq);
3481                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3482                 if (bp != NULL) {
3483                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3484                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3485                             b_freelist);
3486                 } else {
3487                         BQ_UNLOCK(bq);
3488                         break;
3489                 }
3490                 /*
3491                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3492                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3493                  *
3494                  * Only flush the buffers that belong to the
3495                  * vnode locked by the curthread.
3496                  */
3497                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3498                     bp->b_vp != lvp)) {
3499                         BQ_UNLOCK(bq);
3500                         continue;
3501                 }
3502                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3503                 BQ_UNLOCK(bq);
3504                 if (error != 0)
3505                         continue;
3506
3507                 /*
3508                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3509                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3510                  */
3511                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3512                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3513                         BUF_UNLOCK(bp);
3514                         continue;
3515                 }
3516                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3517                         bremfreef(bp);
3518                         brelse(bp);
3519                         flushed++;
3520                         continue;
3521                 }
3522
3523                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3524                         if (flushdeps == 0) {
3525                                 BUF_UNLOCK(bp);
3526                                 continue;
3527                         }
3528                         hasdeps = 1;
3529                 } else
3530                         hasdeps = 0;
3531                 /*
3532                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3533                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3534                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3535                  * system.
3536                  *
3537                  * The lock order here is the reverse of the normal
3538                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3539                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3540                  */
3541                 vp = bp->b_vp;
3542                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3543                         BUF_UNLOCK(bp);
3544                         continue;
3545                 }
3546                 if (lvp == NULL) {
3547                         unlock = true;
3548                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3549                 } else {
3550                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3551                         unlock = false;
3552                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3553                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3554                 }
3555                 if (error == 0) {
3556                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3557                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3558                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3559                                 vfs_bio_awrite(bp);
3560                         } else {
3561                                 bremfree(bp);
3562                                 bwrite(bp);
3563                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3564                         }
3565                         vn_finished_write(mp);
3566                         if (unlock)
3567                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3568                         flushwithdeps += hasdeps;
3569                         flushed++;
3570
3571                         /*
3572                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3573                          * vnode lock leads to deadlock.
3574                          */
3575                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3576                             runningbufspace > hirunningspace)
3577                                 waitrunningbufspace();
3578                         continue;
3579                 }
3580                 vn_finished_write(mp);
3581                 BUF_UNLOCK(bp);
3582         }
3583         BQ_LOCK(bq);
3584         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3585         BQ_UNLOCK(bq);
3586         free(sentinel, M_TEMP);
3587         return (flushed);
3588 }
3589
3590 /*
3591  * Check to see if a block is currently memory resident.
3592  */
3593 struct buf *
3594 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3595 {
3596         struct buf *bp;
3597
3598         BO_RLOCK(bo);
3599         bp = gbincore(bo, blkno);
3600         BO_RUNLOCK(bo);
3601         return (bp);
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Returns true if no I/O is needed to access the
3606  * associated VM object.  This is like incore except
3607  * it also hunts around in the VM system for the data.
3608  */
3609
3610 static int
3611 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3612 {
3613         vm_object_t obj;
3614         vm_offset_t toff, tinc, size;
3615         vm_page_t m;
3616         vm_ooffset_t off;
3617
3618         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3619
3620         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3621                 return 1;
3622         if (vp->v_mount == NULL)
3623                 return 0;
3624         obj = vp->v_object;
3625         if (obj == NULL)
3626                 return (0);
3627
3628         size = PAGE_SIZE;
3629         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3630                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3631         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3632
3633         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3634         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3635                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3636                 if (!m)
3637                         goto notinmem;
3638                 tinc = size;
3639                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3640                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3641                 if (vm_page_is_valid(m,
3642                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3643                         goto notinmem;
3644         }
3645         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3646         return 1;
3647
3648 notinmem:
3649         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3650         return (0);
3651 }
3652
3653 /*
3654  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3655  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3656  * to the size of the buffer.
3657  *
3658  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3659  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3660  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3661  *
3662  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3663  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3664  */
3665 static void
3666 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3667 {
3668         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3669         vm_page_t m;
3670         int i;
3671
3672         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3673                 return;
3674
3675         foff = bp->b_offset;
3676         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3677             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3678
3679         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3680         vfs_drain_busy_pages(bp);
3681         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3682         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3683                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3684                 eoff = noff;
3685                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3686                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3687                 m = bp->b_pages[i];
3688                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3689                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3690                 foff = noff;
3691         }
3692         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3693 }
3694
3695 static void
3696 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3697 {
3698         vm_object_t object;
3699         int i;
3700
3701         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3702         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3703
3704         /*
3705          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3706          * object has been flushed yet.
3707          */
3708         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3709                 vm_offset_t boffset;
3710                 vm_offset_t eoffset;
3711
3712                 /*
3713                  * test the pages to see if they have been modified directly
3714                  * by users through the VM system.
3715                  */
3716                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3717                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3718
3719                 /*
3720                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3721                  * (eoffset - boffset) bytes.
3722                  */
3723
3724                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3725                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3726                                 break;
3727                 }
3728                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3729
3730                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3731                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3732                                 break;
3733                         }
3734                 }
3735                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3736
3737                 /*
3738                  * Fit it to the buffer.
3739                  */
3740
3741                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3742                         eoffset = bp->b_bcount;
3743
3744                 /*
3745                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3746                  * dirty range.
3747                  */
3748
3749                 if (boffset < eoffset) {
3750                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3751                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3752                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3753                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3754                 }
3755         }
3756 }
3757
3758 /*
3759  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3760  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3761  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3762  */
3763 static void
3764 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3765 {
3766         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3767         off_t offset;
3768
3769         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3770             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3771         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3772             bp->b_data == unmapped_buf &&
3773             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3774         if (!need_mapping && !need_kva)
3775                 return;
3776
3777         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3778
3779         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3780                 /*
3781                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3782                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3783                  * allocated space.
3784                  */
3785                 goto has_addr;
3786         }
3787
3788         /*
3789          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3790          * if the buffer was mapped.
3791          */
3792         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3793         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3794         offset = blkno * bsize;
3795         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3796         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3797
3798         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3799                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3800                         /*
3801                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3802                          * succeed, not sure what else to do.
3803                          */
3804                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3805                 }
3806                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3807                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3808         }
3809 has_addr:
3810         if (need_mapping) {
3811                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3812                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3813                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3814                 bpmap_qenter(bp);
3815         }
3816 }
3817
3818 struct buf *
3819 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3820     int flags)
3821 {
3822         struct buf *bp;
3823         int error;
3824
3825         error = getblkx(vp, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3826         if (error != 0)
3827                 return (NULL);
3828         return (bp);
3829 }
3830
3831 /*
3832  *      getblkx:
3833  *
3834  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3835  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3836  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3837  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3838  *      READ.
3839  *
3840  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3841  *      an existing buffer.
3842  *
3843  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3844  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3845  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3846  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3847  *
3848  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3849  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3850  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3851  *      backing VM.
3852  *
3853  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3854  *      B_CACHE bit is clear.
3855  *      
3856  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3857  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3858  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3859  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3860  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3861  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3862  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3863  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3864  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3865  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3866  */
3867 int
3868 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3869     int flags, struct buf **bpp)
3870 {
3871         struct buf *bp;
3872         struct bufobj *bo;
3873         daddr_t d_blkno;
3874         int bsize, error, maxsize, vmio;
3875         off_t offset;
3876
3877         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3878         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3879             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3880         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3881         if (size > maxbcachebuf)
3882                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3883                     maxbcachebuf);
3884         if (!unmapped_buf_allowed)
3885                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3886
3887         bo = &vp->v_bufobj;
3888         d_blkno = blkno;
3889 loop:
3890         BO_RLOCK(bo);
3891         bp = gbincore(bo, blkno);
3892         if (bp != NULL) {
3893                 int lockflags;
3894                 /*
3895                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3896                  * it must be on a queue.
3897                  */
3898                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3899
3900                 if ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0)
3901                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3902
3903                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3904                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3905
3906                 /*
3907                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3908                  * the buffer changed identities.
3909                  */
3910                 if (error == ENOLCK)
3911                         goto loop;
3912                 /* We timed out or were interrupted. */
3913                 else if (error != 0)
3914                         return (error);
3915                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3916                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3917                         goto end;
3918
3919                 /*
3920                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3921                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3922                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3923                  * backing VM cache.
3924                  */
3925                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3926                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3927                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3928                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3929                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3930                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3931                 else
3932                         bremfree(bp);
3933
3934                 /*
3935                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3936                  */
3937                 if (bp->b_bcount != size) {
3938                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3939                             (size > bp->b_kvasize)) {
3940                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3941                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3942                                         bwrite(bp);
3943                                 } else {
3944                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3945                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3946                                                 brelse(bp);
3947                                         } else {
3948                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3949                                                 bwrite(bp);
3950                                         }
3951                                 }
3952                                 goto loop;
3953                         }
3954                 }
3955
3956                 /*
3957                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3958                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3959                  * reservation is requested.
3960                  */
3961                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3962
3963                 /*
3964                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3965                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3966                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3967                  * unchanged from its previous state.
3968                  */
3969                 allocbuf(bp, size);
3970
3971                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3972                     ("getblk: no buffer offset"));
3973
3974                 /*
3975                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3976                  * be committed before we can return the buffer in
3977                  * order to prevent the caller from issuing a read
3978                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3979                  * it.
3980                  *
3981                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3982                  * operate properly either because they assume they
3983                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3984                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3985                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3986                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3987                  * preventing further loops.
3988                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3989                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3990                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3991                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3992                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3993                  * after the write.
3994                  *
3995                  * We might be able to do something fancy, like setting
3996                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3997                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3998                  * confusing.  This is much easier.
3999                  */
4000
4001                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4002                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4003                         bwrite(bp);
4004                         goto loop;
4005                 }
4006                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4007         } else {
4008                 /*
4009                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4010                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4011                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4012                  */
4013                 BO_RUNLOCK(bo);
4014                 /*
4015                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4016                  * here.
4017                  */
4018                 if (flags & GB_NOCREAT)
4019                         return (EEXIST);
4020
4021                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4022                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4023                 offset = blkno * bsize;
4024                 vmio = vp->v_object != NULL;
4025                 if (vmio) {
4026                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4027                 } else {
4028                         maxsize = size;
4029                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4030                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4031                 }
4032                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4033                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4034                     !vn_isdisk(vp, NULL)) {
4035                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4036                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4037                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4038                             vp));
4039                         if (error != 0)
4040                                 return (error);
4041                         if (d_blkno == -1)
4042                                 return (EJUSTRETURN);
4043                 }
4044
4045                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4046                 if (bp == NULL) {
4047                         if (slpflag || slptimeo)
4048                                 return (ETIMEDOUT);
4049                         /*
4050                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4051                          * enough to work under very low memory conditions.
4052                          *
4053                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4054                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4055                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4056                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4057                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4058                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4059                          * This never happens because we never yield.
4060                          *
4061                          * The real solution is to identify and fix these cases
4062                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4063                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4064                          */
4065                         kern_yield(PRI_USER);
4066                         goto loop;
4067                 }
4068
4069                 /*
4070                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4071                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4072                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4073                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4074                  * throw away the one we just created.
4075                  *
4076                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4077                  * with the vp especially considering limitations in
4078                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4079                  * lblkno's.
4080                  */
4081                 BO_LOCK(bo);
4082                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4083                         BO_UNLOCK(bo);
4084                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4085                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4086                         brelse(bp);
4087                         goto loop;
4088                 }
4089
4090                 /*
4091                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4092                  * be found by incore.
4093                  */
4094                 bp->b_lblkno = blkno;
4095                 bp->b_blkno = d_blkno;
4096                 bp->b_offset = offset;
4097                 bgetvp(vp, bp);
4098                 BO_UNLOCK(bo);
4099
4100                 /*
4101                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4102                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4103                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4104                  * backing store for validity.
4105                  */
4106
4107                 if (vmio) {
4108                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4109                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4110                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4111                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4112                 } else {
4113                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4114                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4115                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4116                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4117                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4118                 }
4119
4120                 allocbuf(bp, size);
4121                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4122                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4123         }
4124         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4125         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4126 end:
4127         buf_track(bp, __func__);
4128         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4129             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4130         *bpp = bp;
4131         return (0);
4132 }
4133
4134 /*
4135  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4136  * set to B_INVAL.
4137  */
4138 struct buf *
4139 geteblk(int size, int flags)
4140 {
4141         struct buf *bp;
4142         int maxsize;
4143
4144         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4145         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4146                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4147                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4148                         return (NULL);
4149         }
4150         allocbuf(bp, size);
4151         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4152         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4153         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4154         return (bp);
4155 }
4156
4157 /*
4158  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4159  */
4160 static void
4161 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4162 {
4163
4164         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4165                 /*
4166                  * malloced buffers are not shrunk
4167                  */
4168                 if (newbsize == 0) {
4169                         bufmallocadjust(bp, 0);
4170                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4171                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4172                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4173                 }
4174                 return;
4175         }
4176         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4177         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4178 }
4179
4180 /*
4181  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4182  */
4183 static void
4184 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4185 {
4186         caddr_t origbuf;
4187         int origbufsize;
4188
4189         /*
4190          * We only use malloced memory on the first allocation.
4191          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4192          * grows.
4193          *
4194          * There is a potential smp race here that could lead
4195          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4196          * is probably extremely rare and not worth worrying
4197          * over.
4198          */
4199         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4200             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4201                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4202                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4203                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4204                 return;
4205         }
4206
4207         /*
4208          * If the buffer is growing on its other-than-first
4209          * allocation then we revert to the page-allocation
4210          * scheme.
4211          */
4212         origbuf = NULL;
4213         origbufsize = 0;
4214         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4215                 origbuf = bp->b_data;
4216                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4217                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4218                 bufmallocadjust(bp, 0);
4219                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4220                 newbsize = round_page(newbsize);
4221         }
4222         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4223             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4224         if (origbuf != NULL) {
4225                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4226                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4227         }
4228         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4229 }
4230
4231 /*
4232  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4233  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4234  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4235  * resize a buffer up or down.
4236  *
4237  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4238  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4239  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4240  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4241  *
4242  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4243  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4244  */
4245 int
4246 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4247 {
4248         int newbsize;
4249
4250         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4251
4252         if (bp->b_bcount == size)
4253                 return (1);
4254
4255         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4256                 panic("allocbuf: buffer too small");
4257
4258         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4259         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4260                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4261                         newbsize = round_page(newbsize);
4262                 /*
4263                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4264                  * mess with B_CACHE.
4265                  */
4266                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4267                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4268                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4269                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4270         } else {
4271                 int desiredpages;
4272
4273                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4274                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4275
4276                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4277                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4278                 /*
4279                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4280                  * 0-length.
4281                  */
4282                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4283                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4284
4285                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4286                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4287                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4288                 else if (size > bp->b_bcount)
4289                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4290                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4291         }
4292         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4293         return (1);
4294 }
4295
4296 extern int inflight_transient_maps;
4297
4298 static struct bio_queue nondump_bios;
4299
4300 void
4301 biodone(struct bio *bp)
4302 {
4303         struct mtx *mtxp;
4304         void (*done)(struct bio *);
4305         vm_offset_t start, end;
4306
4307         biotrack(bp, __func__);
4308
4309         /*
4310          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4311          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4312          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4313          * to keep the system usable after it has been resumed.
4314          */
4315         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4316                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4317                 return;
4318         }
4319         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4320                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4321                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4322                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4323                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4324                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4325                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4326                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4327                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4328         }
4329         done = bp->bio_done;
4330         if (done == NULL) {
4331                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4332                 mtx_lock(mtxp);
4333                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4334                 wakeup(bp);
4335                 mtx_unlock(mtxp);
4336         } else
4337                 done(bp);
4338 }
4339
4340 /*
4341  * Wait for a BIO to finish.
4342  */
4343 int
4344 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4345 {
4346         struct mtx *mtxp;
4347
4348         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4349         mtx_lock(mtxp);
4350         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4351                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4352         mtx_unlock(mtxp);
4353         if (bp->bio_error != 0)
4354                 return (bp->bio_error);
4355         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4356                 return (0);
4357         return (EIO);
4358 }
4359
4360 void
4361 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4362 {
4363         
4364         if (error) {
4365                 bp->bio_error = error;
4366                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4367         }
4368         if (stat != NULL)
4369                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4370         biodone(bp);
4371 }
4372
4373 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4374 void
4375 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4376 {
4377
4378         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4379 }
4380 #endif
4381
4382 /*
4383  *      bufwait:
4384  *
4385  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4386  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4387  *      error and cleared.
4388  */
4389 int
4390 bufwait(struct buf *bp)
4391 {
4392         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4393                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4394         else
4395                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4396         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4397                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4398                 return (EINTR);
4399         }
4400         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4401                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4402         } else {
4403                 return (0);
4404         }
4405 }
4406
4407 /*
4408  *      bufdone:
4409  *
4410  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4411  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4412  *      not allowed.
4413  *
4414  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4415  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4416  *      assuming B_INVAL is clear.
4417  *
4418  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4419  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4420  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4421  *
4422  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4423  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4424  *      in the biodone routine.
4425  */
4426 void
4427 bufdone(struct buf *bp)
4428 {
4429         struct bufobj *dropobj;
4430         void    (*biodone)(struct buf *);
4431
4432         buf_track(bp, __func__);
4433         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4434         dropobj = NULL;
4435
4436         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4437         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4438
4439         runningbufwakeup(bp);
4440         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4441                 dropobj = bp->b_bufobj;
4442         /* call optional completion function if requested */
4443         if (bp->b_iodone != NULL) {
4444                 biodone = bp->b_iodone;
4445                 bp->b_iodone = NULL;
4446                 (*biodone) (bp);
4447                 if (dropobj)
4448                         bufobj_wdrop(dropobj);
4449                 return;
4450         }
4451         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4452                 /*
4453                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4454                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4455                  * routines.
4456                  */
4457                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4458                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4459                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4460                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4461                 vfs_vmio_iodone(bp);
4462         }
4463         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4464                 buf_complete(bp);
4465         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4466                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4467                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4468                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4469                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4470         }
4471         /*
4472          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4473          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4474          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4475          */
4476         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4477                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4478                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4479                         brelse(bp);
4480                 else
4481                         bqrelse(bp);
4482         } else
4483                 bdone(bp);
4484         if (dropobj)
4485                 bufobj_wdrop(dropobj);
4486 }
4487
4488 /*
4489  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4490  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4491  * consistent.
4492  */
4493 void
4494 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4495 {
4496         int i;
4497         vm_object_t obj;
4498         vm_page_t m;
4499
4500         runningbufwakeup(bp);
4501         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4502                 return;
4503
4504         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4505         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4506         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4507                 m = bp->b_pages[i];
4508                 if (m == bogus_page) {
4509                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4510                         if (!m)
4511                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4512                         bp->b_pages[i] = m;
4513                         if (buf_mapped(bp)) {
4514                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4515                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4516                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4517                         } else
4518                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4519                 }
4520                 vm_page_sunbusy(m);
4521         }
4522         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4523         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4524 }
4525
4526 /*
4527  * vfs_page_set_valid:
4528  *
4529  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4530  *      range is restricted to the buffer's size.
4531  *
4532  *      This routine is typically called after a read completes.
4533  */
4534 static void
4535 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4536 {
4537         vm_ooffset_t eoff;
4538
4539         /*
4540          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4541          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4542          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4543          * allocation size of the buffer.
4544          */
4545         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4546         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4547                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4548
4549         /*
4550          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4551          * entire page.
4552          */
4553         if (eoff > off)
4554                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4555 }
4556
4557 /*
4558  * vfs_page_set_validclean:
4559  *
4560  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4561  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4562  */
4563 static void
4564 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4565 {
4566         vm_ooffset_t soff, eoff;
4567
4568         /*
4569          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4570          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4571          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4572          * of the buffer.
4573          */
4574         soff = off;
4575         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4576         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4577                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4578
4579         /*
4580          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4581          * entire page.
4582          */
4583         if (eoff > soff) {
4584                 vm_page_set_validclean(
4585                     m,
4586                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4587                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4588                 );
4589         }
4590 }
4591
4592 /*
4593  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4594  * exclusive busy, drain it.
4595  */
4596 void
4597 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4598 {
4599         vm_page_t m;
4600         int i, last_busied;
4601
4602         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4603         last_busied = 0;
4604         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4605                 m = bp->b_pages[i];
4606                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4607                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4608                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4609                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4610                                 vm_page_lock(m);
4611                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4612                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4613                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4614                         }
4615                 }
4616         }
4617         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4618                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4619 }
4620
4621 /*
4622  * This routine is called before a device strategy routine.
4623  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4624  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4625  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4626  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4627  * inconsistent.
4628  *
4629  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4630  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4631  * and should be ignored.
4632  */
4633 void
4634 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4635 {
4636         vm_object_t obj;
4637         vm_ooffset_t foff;
4638         vm_page_t m;
4639         int i;
4640         bool bogus;
4641
4642         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4643                 return;
4644
4645         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4646         foff = bp->b_offset;
4647         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4648             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4649         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4650         vfs_drain_busy_pages(bp);
4651         if (bp->b_bufsize != 0)
4652                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4653         bogus = false;
4654         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4655                 m = bp->b_pages[i];
4656
4657                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4658                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4659                         vm_page_sbusy(m);
4660                 }
4661                 /*
4662                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4663                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4664                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4665                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4666                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4667                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4668                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4669                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4670                  * first place ).  The replacement prevents the read
4671                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4672                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4673                  * It may not work properly with small-block devices.
4674                  * We need to find a better way.
4675                  */
4676                 if (clear_modify) {
4677                         pmap_remove_write(m);
4678                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4679                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4680                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4681                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4682                         bogus = true;
4683                 }
4684                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4685         }
4686         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4687         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4688                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4689                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4690                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4691         }
4692 }
4693
4694 /*
4695  *      vfs_bio_set_valid:
4696  *
4697  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4698  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4699  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4700  *      page.
4701  */
4702 void   
4703 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4704 {
4705         int i, n;
4706         vm_page_t m;
4707
4708         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4709                 return;
4710
4711         /*
4712          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4713          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4714          * first page that can be validated.
4715          */
4716         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4717         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4718
4719         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4720         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4721                 m = bp->b_pages[i];
4722                 if (n > size)
4723                         n = size;
4724                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4725                 base += n;
4726                 size -= n;
4727                 n = PAGE_SIZE;
4728         }
4729         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4730 }
4731
4732 /*
4733  *      vfs_bio_clrbuf:
4734  *
4735  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4736  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4737  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4738  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4739  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4740  *
4741  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4742  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4743  */
4744 void
4745 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4746 {
4747         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4748
4749         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4750                 clrbuf(bp);
4751                 return;
4752         }
4753         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4754         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4755         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4756         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4757             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4758                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4759                         goto unlock;
4760                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4761                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4762                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4763                         goto unlock;
4764                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4765                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4766                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4767                         goto unlock;
4768                 }
4769         }
4770         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4771         slide = 0;
4772         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4773                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4774                 ea = slide & PAGE_MASK;
4775                 if (ea == 0)
4776                         ea = PAGE_SIZE;
4777                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4778                         continue;
4779                 j = sa / DEV_BSIZE;
4780                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4781                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4782                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4783                         continue;
4784                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4785                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4786                 else {
4787                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4788                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4789                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4790                                             sa, DEV_BSIZE);
4791                                 }
4792                         }
4793                 }
4794                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4795         }
4796 unlock:
4797         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4798         bp->b_resid = 0;
4799 }
4800
4801 void
4802 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4803 {
4804         vm_page_t m;
4805         int i, n;
4806
4807         if (buf_mapped(bp)) {
4808                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4809                 bzero(bp->b_data + base, size);
4810         } else {
4811                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4812                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4813                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4814                         m = bp->b_pages[i];
4815                         if (n > size)
4816                                 n = size;
4817                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4818                         base += n;
4819                         size -= n;
4820                         n = PAGE_SIZE;
4821                 }
4822         }
4823 }
4824
4825 /*
4826  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4827  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4828  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4829  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4830  */
4831 static void
4832 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4833 {
4834
4835         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4836             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4837
4838         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4839                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4840         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4841                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4842         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4843                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4844                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4845                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4846                 if (release)
4847                         brelse(bp);
4848         } else if (release)
4849                 bqrelse(bp);
4850 }
4851
4852 void
4853 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4854 {
4855
4856         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4857 }
4858
4859 void
4860 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4861 {
4862
4863         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4864 }
4865
4866 /*
4867  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4868  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4869  * not associated with a file object.
4870  */
4871 static void
4872 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4873 {
4874         vm_offset_t pg;
4875         vm_page_t p;
4876         int index;
4877
4878         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4879
4880         to = round_page(to);
4881         from = round_page(from);
4882         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4883
4884         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4885                 /*
4886                  * note: must allocate system pages since blocking here
4887                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4888                  * process we are.
4889                  */
4890                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4891                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4892                     VM_ALLOC_WAITOK);
4893                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4894                 bp->b_pages[index] = p;
4895         }
4896         bp->b_npages = index;
4897 }
4898
4899 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4900 static void
4901 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4902 {
4903         vm_offset_t from;
4904         vm_page_t p;
4905         int index, newnpages;
4906
4907         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4908
4909         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4910         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4911         if (bp->b_npages > newnpages)
4912                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4913         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4914                 p = bp->b_pages[index];
4915                 bp->b_pages[index] = NULL;
4916                 p->wire_count--;
4917                 vm_page_free(p);
4918         }
4919         vm_wire_sub(bp->b_npages - newnpages);
4920         bp->b_npages = newnpages;
4921 }
4922
4923 /*
4924  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4925  *
4926  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4927  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4928  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4929  *
4930  * Note that even if the caller determines that the address space should
4931  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4932  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4933  * check the return value.
4934  *
4935  * This function only works with pager buffers.
4936  */
4937 int
4938 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4939 {
4940         vm_prot_t prot;
4941         int pidx;
4942
4943         if (bp->b_bufsize < 0)
4944                 return (-1);
4945         prot = VM_PROT_READ;
4946         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4947                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4948         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4949             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4950             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4951                 return (-1);
4952         bp->b_npages = pidx;
4953         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4954         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4955                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4956                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4957         } else
4958                 bp->b_data = unmapped_buf;
4959         return(0);
4960 }
4961
4962 /*
4963  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4964  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4965  *
4966  * This function only works with pager buffers.
4967  */
4968 void
4969 vunmapbuf(struct buf *bp)
4970 {
4971         int npages;
4972
4973         npages = bp->b_npages;
4974         if (buf_mapped(bp))
4975                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4976         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4977
4978         bp->b_data = unmapped_buf;
4979 }
4980
4981 void
4982 bdone(struct buf *bp)
4983 {
4984         struct mtx *mtxp;
4985
4986         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4987         mtx_lock(mtxp);
4988         bp->b_flags |= B_DONE;
4989         wakeup(bp);
4990         mtx_unlock(mtxp);
4991 }
4992
4993 void
4994 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4995 {
4996         struct mtx *mtxp;
4997
4998         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4999         mtx_lock(mtxp);
5000         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5001                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5002         mtx_unlock(mtxp);
5003 }
5004
5005 int
5006 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5007 {
5008
5009         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5010 }
5011
5012 void
5013 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5014 {
5015         int i __unused;
5016         struct vnode *vp;
5017
5018         vp = bp->b_vp;
5019         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5020         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5021             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5022         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5023         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5024 }
5025
5026 /*
5027  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5028  */
5029 void
5030 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5031 {
5032         static volatile int bufobj_cleanq;
5033
5034         bo->bo_domain =
5035             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5036         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5037         bo->bo_private = private;
5038         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5039         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5040 }
5041
5042 void
5043 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5044 {
5045
5046         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5047         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5048         bo->bo_numoutput++;
5049 }
5050
5051 void
5052 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5053 {
5054
5055         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5056         BO_LOCK(bo);
5057         bo->bo_numoutput++;
5058         BO_UNLOCK(bo);
5059 }
5060
5061 void
5062 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5063 {
5064
5065         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5066         BO_LOCK(bo);
5067         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5068         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5069                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5070                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5071         }
5072         BO_UNLOCK(bo);
5073 }
5074
5075 int
5076 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5077 {
5078         int error;
5079
5080         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5081         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5082         error = 0;
5083         while (bo->bo_numoutput) {
5084                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5085                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5086                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5087                 if (error)
5088                         break;
5089         }
5090         return (error);
5091 }
5092
5093 /*
5094  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5095  */
5096 void
5097 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5098 {
5099
5100         if (!buf_mapped(bp)) {
5101                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5102                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5103                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5104                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5105                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5106                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5107                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5108                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5109                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5110                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5111         } else {
5112                 bip->bio_data = bp->b_data;
5113                 bip->bio_ma = NULL;
5114         }
5115 }
5116
5117 /*
5118  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5119  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5120  * to data corruption.
5121  *
5122  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5123  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5124  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5125  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5126  *
5127  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5128  * earlier chips, it should be flipped back off.
5129  */
5130 #ifdef  __mips__
5131 static int buf_pager_relbuf = 1;
5132 #else
5133 static int buf_pager_relbuf = 0;
5134 #endif
5135 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5136     &buf_pager_relbuf, 0,
5137     "Make buffer pager release buffers after reading");
5138
5139 /*
5140  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5141  *
5142  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5143  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5144  * device block size is greater than the machine page size.  The
5145  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5146  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5147  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5148  * pages.
5149  *
5150  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5151  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5152  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5153  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5154  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5155  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5156  */
5157 int
5158 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5159     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5160     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5161 {
5162         vm_page_t m;
5163         vm_object_t object;
5164         struct buf *bp;
5165         struct mount *mp;
5166         daddr_t lbn, lbnp;
5167         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5168         long bsize;
5169         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5170         bool redo, lpart;
5171
5172         object = vp->v_object;
5173         mp = vp->v_mount;
5174         error = 0;
5175         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5176         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5177                 return (VM_PAGER_BAD);
5178
5179         /*
5180          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5181          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5182          * and the start of the potential read-ahead region.
5183          */
5184         la += PAGE_SIZE;
5185         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5186         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5187
5188         /*
5189          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5190          */
5191         pgsin = count;
5192         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5193         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5194         pgsin += pgsin_b;
5195         if (rbehind != NULL)
5196                 *rbehind = pgsin_b;
5197         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5198         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5199                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5200                     PAGE_SIZE) - la);
5201         pgsin += pgsin_a;
5202         if (rahead != NULL)
5203                 *rahead = pgsin_a;
5204         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5205         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5206
5207         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5208             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5209         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5210 again:
5211         for (i = 0; i < count; i++)
5212                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5213         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5214
5215         lbnp = -1;
5216         for (i = 0; i < count; i++) {
5217                 m = ma[i];
5218
5219                 /*
5220                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5221                  * owned, which together allow for the pages'
5222                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5223                  * useless creation of the buffer for the most typical
5224                  * case when invalidation is not used in redo or for
5225                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5226                  * the end of the function catches the race in a
5227                  * reliable way (protected by the object lock).
5228                  */
5229                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
5230                         continue;
5231
5232                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5233                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5234                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5235                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5236                         if (lbn == lbnp)
5237                                 goto next_page;
5238                         lbnp = lbn;
5239
5240                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5241                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5242                             br_flags, &bp);
5243                         if (error != 0)
5244                                 goto end_pages;
5245                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5246                                 /*
5247                                  * Invalidation clears m->valid, but
5248                                  * may leave B_CACHE flag if the
5249                                  * buffer existed at the invalidation
5250                                  * time.  In this case, recycle the
5251                                  * buffer to do real read on next
5252                                  * bread() after redo.
5253                                  *
5254                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5255                                  * necessary, enable to reduce buf
5256                                  * cache pressure.
5257                                  */
5258                                 if (buf_pager_relbuf ||
5259                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5260                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5261
5262                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5263                                 brelse(bp);
5264                         } else {
5265                                 bqrelse(bp);
5266                         }
5267                 }
5268                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5269                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
5270                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5271                 if (i == count - 1 && lpart) {
5272                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5273                         if (m->valid != 0 &&
5274                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5275                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5276                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5277                 }
5278 next_page:;
5279         }
5280 end_pages:
5281
5282         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5283         redo = false;
5284         for (i = 0; i < count; i++) {
5285                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
5286                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
5287
5288                 /*
5289                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5290                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5291                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5292                  * relinguish, they could have been invalidated.
5293                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5294                  *
5295                  * Note that the last page is made fully valid in the
5296                  * read loop, and partial validity for the page at
5297                  * index count - 1 could mean that the page was
5298                  * invalidated or removed, so we must restart for
5299                  * safety as well.
5300                  */
5301                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5302                         redo = true;
5303         }
5304         if (redo && error == 0)
5305                 goto again;
5306         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5307         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5308 }
5309
5310 #include "opt_ddb.h"
5311 #ifdef DDB
5312 #include <ddb/ddb.h>
5313
5314 /* DDB command to show buffer data */
5315 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5316 {
5317         /* get args */
5318         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5319 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5320         uint32_t i, j;
5321 #endif
5322
5323         if (!have_addr) {
5324                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5325                 return;
5326         }
5327
5328         db_printf("buf at %p\n", bp);
5329         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5330             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5331             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5332         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5333             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5334             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5335         db_printf(
5336             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5337             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5338             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5339             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5340             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5341             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5342         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5343             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5344         if (bp->b_npages) {
5345                 int i;
5346                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5347                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5348                         vm_page_t m;
5349                         m = bp->b_pages[i];
5350                         if (m != NULL)
5351                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5352                                     (u_long)m->pindex,
5353                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5354                         else
5355                                 db_printf("( ??? )");
5356                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5357                                 db_printf(",");
5358                 }
5359                 db_printf("\n");
5360         }
5361         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5362 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5363         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5364
5365         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5366         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5367                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5368                         continue;
5369                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5370                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5371         }
5372 #elif defined(BUF_TRACKING)
5373         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5374 #endif
5375         db_printf(" ");
5376 }
5377
5378 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5379 {
5380         struct bufdomain *bd;
5381         struct buf *bp;
5382         long total;
5383         int i, j, cnt;
5384
5385         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5386
5387         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5388                 bd = &bdomain[i];
5389                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5390                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5391                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5392                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5393                 db_printf("\n");
5394                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5395                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5396                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5397                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5398                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5399                 db_printf("\n");
5400                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5401                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5402                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5403                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5404                 db_printf("\n");
5405                 total = 0;
5406                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5407                         total += bp->b_bufsize;
5408                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5409                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5410                 total = 0;
5411                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5412                         total += bp->b_bufsize;
5413                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5414                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5415                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5416                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5417                 db_printf("\tCPU ");
5418                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5419                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5420                 db_printf("\n");
5421                 cnt = 0;
5422                 total = 0;
5423                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5424                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5425                                 cnt++;
5426                                 total += buf[j].b_bufsize;
5427                         }
5428                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5429                 cnt = 0;
5430                 total = 0;
5431                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5432                         if (buf[j].b_domain == i) {
5433                                 cnt++;
5434                                 total += buf[j].b_bufsize;
5435                         }
5436                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5437         }
5438 }
5439
5440 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5441 {
5442         struct buf *bp;
5443         int i;
5444
5445         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5446                 bp = &buf[i];
5447                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5448                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5449                         db_printf("\n");
5450                         if (db_pager_quit)
5451                                 break;
5452                 }
5453         }
5454 }
5455
5456 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5457 {
5458         struct vnode *vp;
5459         struct buf *bp;
5460
5461         if (!have_addr) {
5462                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5463                 return;
5464         }
5465         vp = (struct vnode *)addr;
5466         db_printf("Clean buffers:\n");
5467         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5468                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5469                 db_printf("\n");
5470         }
5471         db_printf("Dirty buffers:\n");
5472         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5473                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5474                 db_printf("\n");
5475         }
5476 }
5477
5478 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5479 {
5480         struct buf *bp;
5481         int i, used = 0, nfree = 0;
5482
5483         if (have_addr) {
5484                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5485                 return;
5486         }
5487
5488         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5489                 bp = &buf[i];
5490                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5491                         nfree++;
5492                 else
5493                         used++;
5494         }
5495
5496         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5497             nfree + used);
5498         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5499 }
5500 #endif /* DDB */