]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Regen after r345982.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/limits.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/mount.h>
64 #include <sys/mutex.h>
65 #include <sys/kernel.h>
66 #include <sys/kthread.h>
67 #include <sys/proc.h>
68 #include <sys/racct.h>
69 #include <sys/resourcevar.h>
70 #include <sys/rwlock.h>
71 #include <sys/smp.h>
72 #include <sys/sysctl.h>
73 #include <sys/sysproto.h>
74 #include <sys/vmem.h>
75 #include <sys/vmmeter.h>
76 #include <sys/vnode.h>
77 #include <sys/watchdog.h>
78 #include <geom/geom.h>
79 #include <vm/vm.h>
80 #include <vm/vm_param.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/vm_object.h>
83 #include <vm/vm_page.h>
84 #include <vm/vm_pageout.h>
85 #include <vm/vm_pager.h>
86 #include <vm/vm_extern.h>
87 #include <vm/vm_map.h>
88 #include <vm/swap_pager.h>
89
90 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
91
92 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
93
94 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
95         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
96         .bop_write      =       bufwrite,
97         .bop_strategy   =       bufstrategy,
98         .bop_sync       =       bufsync,
99         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
100 };
101
102 struct bufqueue {
103         struct mtx_padalign     bq_lock;
104         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
105         uint8_t                 bq_index;
106         uint16_t                bq_subqueue;
107         int                     bq_len;
108 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
109
110 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
111 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
112 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
113 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
114
115 struct bufdomain {
116         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
117         struct bufqueue bd_dirtyq;
118         struct bufqueue *bd_cleanq;
119         struct mtx_padalign bd_run_lock;
120         /* Constants */
121         long            bd_maxbufspace;
122         long            bd_hibufspace;
123         long            bd_lobufspace;
124         long            bd_bufspacethresh;
125         int             bd_hifreebuffers;
126         int             bd_lofreebuffers;
127         int             bd_hidirtybuffers;
128         int             bd_lodirtybuffers;
129         int             bd_dirtybufthresh;
130         int             bd_lim;
131         /* atomics */
132         int             bd_wanted;
133         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
134         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
135         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
137 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
138
139 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
140 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
141 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
142 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
143 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
144 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
145 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
147
148 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
149 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
150 caddr_t unmapped_buf;
151
152 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
153 struct proc *bufdaemonproc;
154
155 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
156 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
157 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
158                 vm_offset_t to);
159 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
160 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
161                 vm_page_t m);
162 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
163 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
164 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
165 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
166 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
167 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
168                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
169 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
170                 void (*)(struct buf *));
171 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
172 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
173 static void buf_daemon(void);
174 static __inline void bd_wakeup(void);
175 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
176 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
177 static void bufkva_free(struct buf *);
178 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
179 static void buf_release(void *, void **, int);
180 static void maxbcachebuf_adjust(void);
181 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
182 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
183 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
184 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
185 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
186             const char *lockname);
187 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
188 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
189 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
190 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
191
192 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
193 int vmiodirenable = TRUE;
194 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
195     "Use the VM system for directory writes");
196 long runningbufspace;
197 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
198     "Amount of presently outstanding async buffer io");
199 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
200     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
201 static counter_u64_t bufkvaspace;
202 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
203     "Kernel virtual memory used for buffers");
204 static long maxbufspace;
205 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
206     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
207     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
208     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
209 static long bufmallocspace;
210 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
211     "Amount of malloced memory for buffers");
212 static long maxbufmallocspace;
213 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
214     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
215 static long lobufspace;
216 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
217     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
218     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
219     "Minimum amount of buffers we want to have");
220 long hibufspace;
221 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
222     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
223     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
224     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
225 long bufspacethresh;
226 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
227     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
228     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
229     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
230 static counter_u64_t buffreekvacnt;
231 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
232     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
233 static counter_u64_t bufdefragcnt;
234 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
235     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
236 static long lorunningspace;
237 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
238     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
239     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
240 static long hirunningspace;
241 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
242     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
243     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
244 int dirtybufferflushes;
245 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
246     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
247 int bdwriteskip;
248 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
249     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
250 int altbufferflushes;
251 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
252     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
253 static int recursiveflushes;
254 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
255     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
256 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
257 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
258     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
259     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
260 static int lodirtybuffers;
261 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
262     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
263     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
264     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
265 static int hidirtybuffers;
266 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
267     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
268     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
269     "When the number of dirty buffers is considered severe");
270 int dirtybufthresh;
271 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
272     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
273     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
274     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
275 static int numfreebuffers;
276 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
277     "Number of free buffers");
278 static int lofreebuffers;
279 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
280     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
281     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
282    "Target number of free buffers");
283 static int hifreebuffers;
284 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
285     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
286     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
287    "Threshold for clean buffer recycling");
288 static counter_u64_t getnewbufcalls;
289 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
290    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
291 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
292 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
293     &getnewbufrestarts,
294     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
295 static counter_u64_t mappingrestarts;
296 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
297     &mappingrestarts,
298     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
299     "unmapped buffer");
300 static counter_u64_t numbufallocfails;
301 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
302     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
303 static int flushbufqtarget = 100;
304 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
305     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
306 static counter_u64_t notbufdflushes;
307 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
308     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
309 static long barrierwrites;
310 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
311     "Number of barrier writes");
312 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
313     &unmapped_buf_allowed, 0,
314     "Permit the use of the unmapped i/o");
315 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
316 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
317     "Maximum size of a buffer cache block");
318
319 /*
320  * This lock synchronizes access to bd_request.
321  */
322 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
323
324 /*
325  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
326  * waitrunningbufspace().
327  */
328 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
329
330 /*
331  * Lock that protects bdirtywait.
332  */
333 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
334
335 /*
336  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
337  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
338  * is idling.
339  */
340 static int bd_request;
341
342 /*
343  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
344  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
345  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
346  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
347  */
348 static int bd_speedupreq;
349
350 /*
351  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
352  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
353  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
354  */
355 static int runningbufreq;
356
357 /*
358  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
359  */
360 static int bdirtywait;
361
362 /*
363  * Definitions for the buffer free lists.
364  */
365 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
366 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
367 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
368 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
369 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
370
371 /* Maximum number of buffer domains. */
372 #define BUF_DOMAINS     8
373
374 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
375 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
376
377 /* Configured number of clean queues. */
378 static int __read_mostly buf_domains;
379
380 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
381 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
382 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
383
384 /*
385  * per-cpu empty buffer cache.
386  */
387 uma_zone_t buf_zone;
388
389 /*
390  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
391  * buf_wmesg is referred from macros.
392  */
393 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
394
395 static int
396 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
397 {
398         long value;
399         int error;
400
401         value = *(long *)arg1;
402         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
403         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
404                 return (error);
405         mtx_lock(&rbreqlock);
406         if (arg1 == &hirunningspace) {
407                 if (value < lorunningspace)
408                         error = EINVAL;
409                 else
410                         hirunningspace = value;
411         } else {
412                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
413                     ("%s: unknown arg1", __func__));
414                 if (value > hirunningspace)
415                         error = EINVAL;
416                 else
417                         lorunningspace = value;
418         }
419         mtx_unlock(&rbreqlock);
420         return (error);
421 }
422
423 static int
424 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
425 {
426         int error;
427         int value;
428         int i;
429
430         value = *(int *)arg1;
431         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
432         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
433                 return (error);
434         *(int *)arg1 = value;
435         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
436                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
437                     value / buf_domains;
438
439         return (error);
440 }
441
442 static int
443 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
444 {
445         long value;
446         int error;
447         int i;
448
449         value = *(long *)arg1;
450         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
451         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
452                 return (error);
453         *(long *)arg1 = value;
454         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
455                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
456                     value / buf_domains;
457
458         return (error);
459 }
460
461 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
462     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
463 static int
464 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
465 {
466         long lvalue;
467         int ivalue;
468         int i;
469
470         lvalue = 0;
471         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
472                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
473         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
474                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
475         if (lvalue > INT_MAX)
476                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
477                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
478         ivalue = lvalue;
479         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
480 }
481 #else
482 static int
483 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
484 {
485         long lvalue;
486         int i;
487
488         lvalue = 0;
489         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
490                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
491         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
492 }
493 #endif
494
495 static int
496 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
497 {
498         int value;
499         int i;
500
501         value = 0;
502         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
503                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
504         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
505 }
506
507 /*
508  *      bdirtywakeup:
509  *
510  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
511  */
512 static void
513 bdirtywakeup(void)
514 {
515         mtx_lock(&bdirtylock);
516         if (bdirtywait) {
517                 bdirtywait = 0;
518                 wakeup(&bdirtywait);
519         }
520         mtx_unlock(&bdirtylock);
521 }
522
523 /*
524  *      bd_clear:
525  *
526  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
527  *      is decremented.
528  */
529 static void
530 bd_clear(struct bufdomain *bd)
531 {
532
533         mtx_lock(&bdirtylock);
534         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
535                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
536         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
537                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
538         mtx_unlock(&bdirtylock);
539 }
540
541 /*
542  *      bd_set:
543  *
544  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
545  *      is incremented.
546  */
547 static void
548 bd_set(struct bufdomain *bd)
549 {
550
551         mtx_lock(&bdirtylock);
552         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
553                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
554         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
555                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
556         mtx_unlock(&bdirtylock);
557 }
558
559 /*
560  *      bdirtysub:
561  *
562  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
563  *      threads blocked in bwillwrite().
564  */
565 static void
566 bdirtysub(struct buf *bp)
567 {
568         struct bufdomain *bd;
569         int num;
570
571         bd = bufdomain(bp);
572         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
573         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
574                 bdirtywakeup();
575         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
576                 bd_clear(bd);
577 }
578
579 /*
580  *      bdirtyadd:
581  *
582  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
583  *      daemon if needed.
584  */
585 static void
586 bdirtyadd(struct buf *bp)
587 {
588         struct bufdomain *bd;
589         int num;
590
591         /*
592          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
593          * buf daemon will keep running until the condition clears.
594          */
595         bd = bufdomain(bp);
596         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
597         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
598                 bd_wakeup();
599         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
600                 bd_set(bd);
601 }
602
603 /*
604  *      bufspace_daemon_wakeup:
605  *
606  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
607  */
608 static void
609 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
610 {
611
612         /*
613          * avoid the lock if the daemon is running.
614          */
615         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
616                 BD_RUN_LOCK(bd);
617                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
618                 wakeup(&bd->bd_running);
619                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
620         }
621 }
622
623 /*
624  *      bufspace_daemon_wait:
625  *
626  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
627  */
628 static void
629 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
630 {
631         /*
632          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
633          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
634          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
635          * freebuffers prior to checking bd_running.
636          */
637         BD_RUN_LOCK(bd);
638         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
639         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
640             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
641                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
642                     "-", hz);
643         } else {
644                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
645                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
646                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
647         }
648 }
649
650 /*
651  *      bufspace_adjust:
652  *
653  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
654  *      waking any waiters.
655  */
656 static void
657 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
658 {
659         struct bufdomain *bd;
660         long space;
661         int diff;
662
663         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
664             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
665         bd = bufdomain(bp);
666         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
667         if (diff < 0) {
668                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
669         } else if (diff > 0) {
670                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
671                 /* Wake up the daemon on the transition. */
672                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
673                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
674                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
675         }
676         bp->b_bufsize = bufsize;
677 }
678
679 /*
680  *      bufspace_reserve:
681  *
682  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
683  *      different space limit than data.
684  */
685 static int
686 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
687 {
688         long limit, new;
689         long space;
690
691         if (metadata)
692                 limit = bd->bd_maxbufspace;
693         else
694                 limit = bd->bd_hibufspace;
695         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
696         new = space + size;
697         if (new > limit) {
698                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
699                 return (ENOSPC);
700         }
701
702         /* Wake up the daemon on the transition. */
703         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
704                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
705
706         return (0);
707 }
708
709 /*
710  *      bufspace_release:
711  *
712  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
713  */
714 static void
715 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
716 {
717
718         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
719 }
720
721 /*
722  *      bufspace_wait:
723  *
724  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
725  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
726  *      operation must be re-tried on return.
727  */
728 static void
729 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
730     int slpflag, int slptimeo)
731 {
732         struct thread *td;
733         int error, fl, norunbuf;
734
735         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
736                 return;
737
738         td = curthread;
739         BD_LOCK(bd);
740         while (bd->bd_wanted) {
741                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
742                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
743                         BD_UNLOCK(bd);
744                         /*
745                          * getblk() is called with a vnode locked, and
746                          * some majority of the dirty buffers may as
747                          * well belong to the vnode.  Flushing the
748                          * buffers there would make a progress that
749                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
750                          * cannot lock the vnode.
751                          */
752                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
753                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
754
755                         /*
756                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
757                          * may be called while the thread owns lock
758                          * for another dirty buffer for the same
759                          * vnode, which makes it impossible to use
760                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
761                          * recursion.
762                          */
763                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
764                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
765                         td->td_pflags &= norunbuf;
766                         BD_LOCK(bd);
767                         if (fl != 0)
768                                 continue;
769                         if (bd->bd_wanted == 0)
770                                 break;
771                 }
772                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
773                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
774                 if (error != 0)
775                         break;
776         }
777         BD_UNLOCK(bd);
778 }
779
780
781 /*
782  *      bufspace_daemon:
783  *
784  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
785  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
786  *      block nor work to reclaim buffers.
787  */
788 static void
789 bufspace_daemon(void *arg)
790 {
791         struct bufdomain *bd;
792
793         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
794             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
795
796         bd = arg;
797         for (;;) {
798                 kthread_suspend_check();
799
800                 /*
801                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
802                  * targets.
803                  *
804                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
805                  * when some free buffer headers and space are always
806                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
807                  * the excessive blocking and synchronization associated
808                  * with shortfall.  It goes through three phases according
809                  * demand:
810                  *
811                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
812                  *      during idle periods when the counters are below
813                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
814                  *
815                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
816                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
817                  *      slightly according to the rate of consumption and
818                  *      release.
819                  *
820                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
821                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
822                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
823                  *      until we return to condition 2.
824                  */
825                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
826                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
827                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
828                                 if (bd_flushall(bd))
829                                         continue;
830                                 /*
831                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
832                                  * buffers.  This is possible in particular
833                                  * because softdep may held many bufs locked
834                                  * pending writes to other bufs which are
835                                  * marked for delayed write, exhausting
836                                  * clean space until they are written.
837                                  */
838                                 bd_speedup();
839                                 BD_LOCK(bd);
840                                 if (bd->bd_wanted) {
841                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
842                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
843                                 } else
844                                         BD_UNLOCK(bd);
845                         }
846                         maybe_yield();
847                 }
848                 bufspace_daemon_wait(bd);
849         }
850 }
851
852 /*
853  *      bufmallocadjust:
854  *
855  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
856  *      waking any waiters.
857  */
858 static void
859 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
860 {
861         int diff;
862
863         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
864             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
865         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
866         if (diff < 0)
867                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
868         else
869                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
870         bp->b_bufsize = bufsize;
871 }
872
873 /*
874  *      runningwakeup:
875  *
876  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
877  *      below lorunningspace.
878  */
879 static void
880 runningwakeup(void)
881 {
882
883         mtx_lock(&rbreqlock);
884         if (runningbufreq) {
885                 runningbufreq = 0;
886                 wakeup(&runningbufreq);
887         }
888         mtx_unlock(&rbreqlock);
889 }
890
891 /*
892  *      runningbufwakeup:
893  *
894  *      Decrement the outstanding write count according.
895  */
896 void
897 runningbufwakeup(struct buf *bp)
898 {
899         long space, bspace;
900
901         bspace = bp->b_runningbufspace;
902         if (bspace == 0)
903                 return;
904         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
905         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
906             space, bspace));
907         bp->b_runningbufspace = 0;
908         /*
909          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
910          * the threshold to falling below it.
911          */
912         if (space < lorunningspace)
913                 return;
914         if (space - bspace > lorunningspace)
915                 return;
916         runningwakeup();
917 }
918
919 /*
920  *      waitrunningbufspace()
921  *
922  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
923  *      running.  This routine is used in async-write situations to
924  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
925  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
926  *
927  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
928  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
929  *      caller's write has reached the device.
930  */
931 void
932 waitrunningbufspace(void)
933 {
934
935         mtx_lock(&rbreqlock);
936         while (runningbufspace > hirunningspace) {
937                 runningbufreq = 1;
938                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
939         }
940         mtx_unlock(&rbreqlock);
941 }
942
943
944 /*
945  *      vfs_buf_test_cache:
946  *
947  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
948  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
949  *      valid data.
950  */
951 static __inline void
952 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
953     vm_offset_t size, vm_page_t m)
954 {
955
956         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
957         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
958                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
959                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
960                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
961         }
962 }
963
964 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
965 static void
966 bd_wakeup(void)
967 {
968
969         mtx_lock(&bdlock);
970         if (bd_request == 0) {
971                 bd_request = 1;
972                 wakeup(&bd_request);
973         }
974         mtx_unlock(&bdlock);
975 }
976
977 /*
978  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
979  */
980 static void
981 maxbcachebuf_adjust(void)
982 {
983         int i;
984
985         /*
986          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
987          */
988         i = 2;
989         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
990                 i *= 2;
991         maxbcachebuf = i;
992         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
993                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
994         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
995                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
996         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
997                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
998 }
999
1000 /*
1001  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1002  */
1003 void
1004 bd_speedup(void)
1005 {
1006         int needwake;
1007
1008         mtx_lock(&bdlock);
1009         needwake = 0;
1010         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1011                 needwake = 1;
1012         bd_speedupreq = 1;
1013         bd_request = 1;
1014         if (needwake)
1015                 wakeup(&bd_request);
1016         mtx_unlock(&bdlock);
1017 }
1018
1019 #ifdef __i386__
1020 #define TRANSIENT_DENOM 5
1021 #else
1022 #define TRANSIENT_DENOM 10
1023 #endif
1024
1025 /*
1026  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1027  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1028  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1029  * being reserved at this time.
1030  */
1031 caddr_t
1032 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1033 {
1034         int tuned_nbuf;
1035         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1036
1037         /*
1038          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1039          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1040          */
1041         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1042
1043         maxbcachebuf_adjust();
1044         /*
1045          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1046          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1047          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1048          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1049          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1050          * maxbcache bytes.
1051          *
1052          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1053          */
1054         if (nbuf == 0) {
1055                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1056
1057                 nbuf = 50;
1058                 if (physmem_est > 4096)
1059                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1060                             65536 / factor);
1061                 if (physmem_est > 65536)
1062                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1063                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1064
1065                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1066                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1067                 tuned_nbuf = 1;
1068         } else
1069                 tuned_nbuf = 0;
1070
1071         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1072         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1073         if (nbuf > maxbuf) {
1074                 if (!tuned_nbuf)
1075                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1076                             maxbuf);
1077                 nbuf = maxbuf;
1078         }
1079
1080         /*
1081          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1082          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1083          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1084          *
1085          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1086          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1087          * maximum buffer map extent on the platform.
1088          *
1089          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1090          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1091          * with ample KVA space.
1092          */
1093         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1094                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1095                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1096                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1097                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1098                         /*
1099                          * There is more KVA than memory.  Do not
1100                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1101                          * of maxbuf to transient map.
1102                          */
1103                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1104                 } else {
1105                         /*
1106                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1107                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1108                          * the buffer map to the transient bio map.
1109                          */
1110                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1111                         buf_sz -= biotmap_sz;
1112                 }
1113                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1114                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1115                 else
1116                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1117                 /*
1118                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1119                  * using the transient mapping.
1120                  */
1121                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1122                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1123                 if (tuned_nbuf)
1124                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1125         }
1126
1127         if (nswbuf == 0) {
1128                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1129                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1130                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1131         }
1132
1133         /*
1134          * Reserve space for the buffer cache buffers
1135          */
1136         buf = (void *)v;
1137         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1138
1139         return(v);
1140 }
1141
1142 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1143 void
1144 bufinit(void)
1145 {
1146         struct buf *bp;
1147         int i;
1148
1149         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1150             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1151             MAXBSIZE));
1152         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1153         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1154         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1155         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1156
1157         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1158
1159         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1160         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1161                 bp = &buf[i];
1162                 bzero(bp, sizeof *bp);
1163                 bp->b_flags = B_INVAL;
1164                 bp->b_rcred = NOCRED;
1165                 bp->b_wcred = NOCRED;
1166                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1167                 bp->b_domain = -1;
1168                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1169                 bp->b_xflags = 0;
1170                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1171                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1172                 BUF_LOCKINIT(bp);
1173                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1174         }
1175
1176         /*
1177          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1178          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1179          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1180          * used by most other requests.  The differential is required to 
1181          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1182          *
1183          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1184          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1185          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1186          * PAGE_SIZE.
1187          */
1188         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1189         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1190         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1191         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1192
1193         /*
1194          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1195          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1196          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1197          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1198          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1199          * hirunningspace.
1200          */
1201         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1202             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1203         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1204
1205         /*
1206          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1207          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1208          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1209          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1210          * average (small) directories.
1211          */
1212         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1213
1214         /*
1215          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1216          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1217          */
1218         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1219         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1220         /*
1221          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1222          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1223          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1224          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1225          */
1226         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1227                 hidirtybuffers >>= 1;
1228         }
1229         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1230
1231         /*
1232          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1233          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1234          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1235          * on other cpus.
1236          *
1237          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1238          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1239          */
1240         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1241         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1242         numfreebuffers = nbuf;
1243
1244         /* Setup the kva and free list allocators. */
1245         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1246         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1247             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1248
1249         /*
1250          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1251          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1252          * concurrency but less accurate LRU.
1253          */
1254         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1255         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1256                 struct bufdomain *bd;
1257
1258                 bd = &bdomain[i];
1259                 bd_init(bd);
1260                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1261                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1262                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1263                 bd->bd_bufspace = 0;
1264                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1265                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1266                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1267                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1268                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1269                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1270                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1271                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1272                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1273                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1274         }
1275         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1276         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1277         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1278         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1279         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1280         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1281         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1282         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1283 }
1284
1285 #ifdef INVARIANTS
1286 static inline void
1287 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1288 {
1289
1290         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1291             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1292         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1293             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1294         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1295             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1296 }
1297
1298 static inline void
1299 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1300 {
1301
1302         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1303             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1304 }
1305
1306 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1307 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1308 #else
1309 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1310 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1311 #endif
1312
1313 static int
1314 isbufbusy(struct buf *bp)
1315 {
1316         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1317             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1318                 return (1);
1319         return (0);
1320 }
1321
1322 /*
1323  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1324  */
1325 void
1326 bufshutdown(int show_busybufs)
1327 {
1328         static int first_buf_printf = 1;
1329         struct buf *bp;
1330         int iter, nbusy, pbusy;
1331 #ifndef PREEMPTION
1332         int subiter;
1333 #endif
1334
1335         /* 
1336          * Sync filesystems for shutdown
1337          */
1338         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1339         sys_sync(curthread, NULL);
1340
1341         /*
1342          * With soft updates, some buffers that are
1343          * written will be remarked as dirty until other
1344          * buffers are written.
1345          */
1346         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1347                 nbusy = 0;
1348                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1349                         if (isbufbusy(bp))
1350                                 nbusy++;
1351                 if (nbusy == 0) {
1352                         if (first_buf_printf)
1353                                 printf("All buffers synced.");
1354                         break;
1355                 }
1356                 if (first_buf_printf) {
1357                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1358                         first_buf_printf = 0;
1359                 }
1360                 printf("%d ", nbusy);
1361                 if (nbusy < pbusy)
1362                         iter = 0;
1363                 pbusy = nbusy;
1364
1365                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1366                 sys_sync(curthread, NULL);
1367
1368 #ifdef PREEMPTION
1369                 /*
1370                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1371                  */
1372                 DELAY(50000 * iter);
1373 #else
1374                 /*
1375                  * Context switch several times to allow interrupt
1376                  * threads to run.
1377                  */
1378                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1379                         thread_lock(curthread);
1380                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1381                         thread_unlock(curthread);
1382                         DELAY(1000);
1383                 }
1384 #endif
1385         }
1386         printf("\n");
1387         /*
1388          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1389          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1390          */
1391         nbusy = 0;
1392         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1393                 if (isbufbusy(bp)) {
1394 #if 0
1395 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1396                         if (bp->b_dev == NULL) {
1397                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1398                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1399                                 continue;
1400                         }
1401 #endif
1402                         nbusy++;
1403                         if (show_busybufs > 0) {
1404                                 printf(
1405             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1406                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1407                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1408                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1409                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1410                                 if (show_busybufs > 1)
1411                                         vn_printf(bp->b_vp,
1412                                             "vnode content: ");
1413                         }
1414                 }
1415         }
1416         if (nbusy) {
1417                 /*
1418                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1419                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1420                  */
1421                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1422                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1423         } else {
1424                 if (!first_buf_printf)
1425                         printf("Final sync complete\n");
1426                 /*
1427                  * Unmount filesystems
1428                  */
1429                 if (panicstr == NULL)
1430                         vfs_unmountall();
1431         }
1432         swapoff_all();
1433         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1434 }
1435
1436 static void
1437 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1438 {
1439
1440         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1441
1442         /*
1443          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1444          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1445          */
1446         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1447         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1448         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1449             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1450 }
1451
1452 static inline struct bufdomain *
1453 bufdomain(struct buf *bp)
1454 {
1455
1456         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1457 }
1458
1459 static struct bufqueue *
1460 bufqueue(struct buf *bp)
1461 {
1462
1463         switch (bp->b_qindex) {
1464         case QUEUE_NONE:
1465                 /* FALLTHROUGH */
1466         case QUEUE_SENTINEL:
1467                 return (NULL);
1468         case QUEUE_EMPTY:
1469                 return (&bqempty);
1470         case QUEUE_DIRTY:
1471                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1472         case QUEUE_CLEAN:
1473                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1474         default:
1475                 break;
1476         }
1477         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1478 }
1479
1480 /*
1481  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1482  */
1483 static struct bufqueue *
1484 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1485 {
1486         struct bufqueue *bq, *nbq;
1487
1488         /*
1489          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1490          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1491          * if the queues don't match.
1492          */
1493         bq = bufqueue(bp);
1494         BQ_LOCK(bq);
1495         for (;;) {
1496                 nbq = bufqueue(bp);
1497                 if (bq == nbq)
1498                         break;
1499                 BQ_UNLOCK(bq);
1500                 BQ_LOCK(nbq);
1501                 bq = nbq;
1502         }
1503         return (bq);
1504 }
1505
1506 /*
1507  *      binsfree:
1508  *
1509  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1510  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1511  */
1512 static void
1513 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1514 {
1515         struct bufdomain *bd;
1516         struct bufqueue *bq;
1517
1518         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1519             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1520         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1521
1522         /*
1523          * Handle delayed bremfree() processing.
1524          */
1525         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1526                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1527                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1528                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1529                         BUF_UNLOCK(bp);
1530                         return;
1531                 }
1532                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1533                 bq_remove(bq, bp);
1534                 BQ_UNLOCK(bq);
1535         }
1536         bd = bufdomain(bp);
1537         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1538                 if (bd->bd_lim != 0)
1539                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1540                 else
1541                         bq = bd->bd_cleanq;
1542         } else
1543                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1544         bq_insert(bq, bp, true);
1545 }
1546
1547 /*
1548  * buf_free:
1549  *
1550  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1551  */
1552 static void
1553 buf_free(struct buf *bp)
1554 {
1555
1556         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1557                 bremfreef(bp);
1558         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1559                 panic("losing buffer 1");
1560         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1561                 crfree(bp->b_rcred);
1562                 bp->b_rcred = NOCRED;
1563         }
1564         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1565                 crfree(bp->b_wcred);
1566                 bp->b_wcred = NOCRED;
1567         }
1568         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1569                 buf_deallocate(bp);
1570         bufkva_free(bp);
1571         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1572         BUF_UNLOCK(bp);
1573         uma_zfree(buf_zone, bp);
1574 }
1575
1576 /*
1577  * buf_import:
1578  *
1579  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1580  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1581  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1582  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1583  */
1584 static int
1585 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1586 {
1587         struct buf *bp;
1588         int i;
1589
1590         BQ_LOCK(&bqempty);
1591         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1592                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1593                 if (bp == NULL)
1594                         break;
1595                 bq_remove(&bqempty, bp);
1596                 store[i] = bp;
1597         }
1598         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1599
1600         return (i);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * buf_release:
1605  *
1606  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1607  */
1608 static void
1609 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1610 {
1611         struct bufqueue *bq;
1612         struct buf *bp;
1613         int i;
1614
1615         bq = &bqempty;
1616         BQ_LOCK(bq);
1617         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1618                 bp = store[i];
1619                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1620                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1621                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1622                 bq->bq_len++;
1623                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1624         }
1625         BQ_UNLOCK(bq);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * buf_alloc:
1630  *
1631  *      Allocate an empty buffer header.
1632  */
1633 static struct buf *
1634 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1635 {
1636         struct buf *bp;
1637         int freebufs;
1638
1639         /*
1640          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1641          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1642          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1643          */
1644         bp = NULL;
1645         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1646         if (freebufs > 0)
1647                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1648         if (bp == NULL) {
1649                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1650                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1651                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1652                 return (NULL);
1653         }
1654         /*
1655          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1656          */
1657         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1658                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1659
1660         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1661                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1662         
1663         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1664             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1665         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1666             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1667         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1668             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1669         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1670             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1671         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1672         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1673
1674         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1675         bp->b_flags = 0;
1676         bp->b_ioflags = 0;
1677         bp->b_xflags = 0;
1678         bp->b_vflags = 0;
1679         bp->b_vp = NULL;
1680         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1681         bp->b_offset = NOOFFSET;
1682         bp->b_iodone = 0;
1683         bp->b_error = 0;
1684         bp->b_resid = 0;
1685         bp->b_bcount = 0;
1686         bp->b_npages = 0;
1687         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1688         bp->b_bufobj = NULL;
1689         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1690         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1691         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1692         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1693         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1694
1695         return (bp);
1696 }
1697
1698 /*
1699  *      buf_recycle:
1700  *
1701  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1702  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1703  *      defragmenting.
1704  */
1705 static int
1706 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1707 {
1708         struct bufqueue *bq;
1709         struct buf *bp, *nbp;
1710
1711         if (kva)
1712                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1713         nbp = NULL;
1714         bq = bd->bd_cleanq;
1715         BQ_LOCK(bq);
1716         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1717             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1718         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1719
1720         /*
1721          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1722          * depending.
1723          */
1724         while ((bp = nbp) != NULL) {
1725                 /*
1726                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1727                  * release the bqlock).
1728                  */
1729                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1730
1731                 /*
1732                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1733                  * some kva to reclaim.
1734                  */
1735                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1736                         continue;
1737
1738                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1739                         continue;
1740
1741                 /*
1742                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1743                  * accessed buffers.
1744                  */
1745                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1746                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1747                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1748                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1749                         BUF_UNLOCK(bp);
1750                         continue;
1751                 }
1752
1753                 /*
1754                  * Skip buffers with background writes in progress.
1755                  */
1756                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1757                         BUF_UNLOCK(bp);
1758                         continue;
1759                 }
1760
1761                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1762                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1763                     bp->b_qindex, bp));
1764                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1765                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1766                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1767                 /*
1768                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1769                  * the scan from this point on.
1770                  */
1771                 bq_remove(bq, bp);
1772                 BQ_UNLOCK(bq);
1773
1774                 /*
1775                  * Requeue the background write buffer with error and
1776                  * restart the scan.
1777                  */
1778                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1779                         bqrelse(bp);
1780                         BQ_LOCK(bq);
1781                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1782                         continue;
1783                 }
1784                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1785                 brelse(bp);
1786                 return (0);
1787         }
1788         bd->bd_wanted = 1;
1789         BQ_UNLOCK(bq);
1790
1791         return (ENOBUFS);
1792 }
1793
1794 /*
1795  *      bremfree:
1796  *
1797  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1798  *      
1799  */
1800 void
1801 bremfree(struct buf *bp)
1802 {
1803
1804         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1805         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1806             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1807         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1808             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1809         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1810
1811         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1812 }
1813
1814 /*
1815  *      bremfreef:
1816  *
1817  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1818  *      it abuses the b_freelist pointer.
1819  */
1820 void
1821 bremfreef(struct buf *bp)
1822 {
1823         struct bufqueue *bq;
1824
1825         bq = bufqueue_acquire(bp);
1826         bq_remove(bq, bp);
1827         BQ_UNLOCK(bq);
1828 }
1829
1830 static void
1831 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1832 {
1833
1834         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1835         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1836         bq->bq_len = 0;
1837         bq->bq_index = qindex;
1838         bq->bq_subqueue = subqueue;
1839 }
1840
1841 static void
1842 bd_init(struct bufdomain *bd)
1843 {
1844         int i;
1845
1846         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1847         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1848         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1849         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1850                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1851                     "bufq clean subqueue lock");
1852         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1853 }
1854
1855 /*
1856  *      bq_remove:
1857  *
1858  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1859  *      correct qlock held.
1860  */
1861 static void
1862 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1863 {
1864
1865         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1866             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1867         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1868             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1869         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1870             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1871
1872         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1873         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1874                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1875         }
1876         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1877             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1878         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1879         bq->bq_len--;
1880         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1881         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1882 }
1883
1884 static void
1885 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1886 {
1887         struct buf *bp;
1888
1889         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1890         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1891                 BD_LOCK(bd);
1892                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1893                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1894                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1895                             b_freelist);
1896                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1897                 }
1898                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1899                 bq->bq_len = 0;
1900         }
1901         if (bd->bd_wanted) {
1902                 bd->bd_wanted = 0;
1903                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1904         }
1905         if (bq != bd->bd_cleanq)
1906                 BD_UNLOCK(bd);
1907 }
1908
1909 static int
1910 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1911 {
1912         struct bufqueue *bq;
1913         int flushed;
1914         int i;
1915
1916         if (bd->bd_lim == 0)
1917                 return (0);
1918         flushed = 0;
1919         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1920                 bq = &bd->bd_subq[i];
1921                 if (bq->bq_len == 0)
1922                         continue;
1923                 BQ_LOCK(bq);
1924                 bd_flush(bd, bq);
1925                 BQ_UNLOCK(bq);
1926                 flushed++;
1927         }
1928
1929         return (flushed);
1930 }
1931
1932 static void
1933 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1934 {
1935         struct bufdomain *bd;
1936
1937         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1938                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1939
1940         bd = bufdomain(bp);
1941         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1942                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1943                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1944                         bq = bd->bd_cleanq;
1945                 BQ_LOCK(bq);
1946                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1947         } else {
1948                 BQ_LOCK(bq);
1949                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1950         }
1951         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1952         bq->bq_len++;
1953         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1954         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1955
1956         /*
1957          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1958          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1959          */
1960         if (unlock)
1961                 BUF_UNLOCK(bp);
1962
1963         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1964                 /*
1965                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1966                  */
1967                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1968                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1969                         bd_flush(bd, bq);
1970         }
1971         BQ_UNLOCK(bq);
1972 }
1973
1974 /*
1975  *      bufkva_free:
1976  *
1977  *      Free the kva allocation for a buffer.
1978  *
1979  */
1980 static void
1981 bufkva_free(struct buf *bp)
1982 {
1983
1984 #ifdef INVARIANTS
1985         if (bp->b_kvasize == 0) {
1986                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1987                     bp->b_data == unmapped_buf,
1988                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1989         } else if (buf_mapped(bp))
1990                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1991         else
1992                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1993 #endif
1994         if (bp->b_kvasize == 0)
1995                 return;
1996
1997         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1998         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
1999         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2000         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2001         bp->b_kvasize = 0;
2002 }
2003
2004 /*
2005  *      bufkva_alloc:
2006  *
2007  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2008  */
2009 static int
2010 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2011 {
2012         vm_offset_t addr;
2013         int error;
2014
2015         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2016             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2017
2018         bufkva_free(bp);
2019
2020         addr = 0;
2021         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2022         if (error != 0) {
2023                 /*
2024                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2025                  * to defragment the map.
2026                  */
2027                 return (error);
2028         }
2029         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2030         bp->b_kvasize = maxsize;
2031         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2032         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2033                 bp->b_data = unmapped_buf;
2034                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2035         } else {
2036                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2037                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2038         }
2039         return (0);
2040 }
2041
2042 /*
2043  *      bufkva_reclaim:
2044  *
2045  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2046  *      callback that fires to avoid returning failure.
2047  */
2048 static void
2049 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2050 {
2051         bool done;
2052         int q;
2053         int i;
2054
2055         done = false;
2056         for (i = 0; i < 5; i++) {
2057                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2058                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2059                                 done = true;
2060                 if (done)
2061                         break;
2062         }
2063         return;
2064 }
2065
2066 /*
2067  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2068  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2069  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2070  */
2071 static void
2072 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2073     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2074 {
2075         struct buf *rabp;
2076         int i;
2077
2078         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2079                 if (inmem(vp, *rablkno))
2080                         continue;
2081                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2082                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2083                         brelse(rabp);
2084                         continue;
2085                 }
2086                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2087 #ifdef RACCT
2088                         if (racct_enable) {
2089                                 PROC_LOCK(curproc);
2090                                 racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2091                                 PROC_UNLOCK(curproc);
2092                         }
2093 #endif /* RACCT */
2094                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
2095                 }
2096                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2097                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2098                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2099                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2100                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2101                 }
2102                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2103                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2104                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2105                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2106                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2107                 BUF_KERNPROC(rabp);
2108                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2109                 bstrategy(rabp);
2110         }
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2115  *
2116  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2117  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2118  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2119  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2120  *
2121  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2122  */
2123 int
2124 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2125     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2126     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2127 {
2128         struct buf *bp;
2129         struct thread *td;
2130         int error, readwait, rv;
2131
2132         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2133         td = curthread;
2134         /*
2135          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2136          * are specified.
2137          */
2138         error = getblkx(vp, blkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2139         if (error != 0) {
2140                 *bpp = NULL;
2141                 return (error);
2142         }
2143         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2144         *bpp = bp;
2145
2146         /*
2147          * If not found in cache, do some I/O
2148          */
2149         readwait = 0;
2150         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2151                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
2152 #ifdef RACCT
2153                         if (racct_enable) {
2154                                 PROC_LOCK(td->td_proc);
2155                                 racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2156                                 PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2157                         }
2158 #endif /* RACCT */
2159                         td->td_ru.ru_inblock++;
2160                 }
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         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2262 #ifdef RACCT
2263                 if (racct_enable) {
2264                         PROC_LOCK(curproc);
2265                         racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2266                         PROC_UNLOCK(curproc);
2267                 }
2268 #endif /* RACCT */
2269                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
2270         }
2271         if (oldflags & B_ASYNC)
2272                 BUF_KERNPROC(bp);
2273         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2274         buf_track(bp, __func__);
2275         bstrategy(bp);
2276
2277         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2278                 int rtval = bufwait(bp);
2279                 brelse(bp);
2280                 return (rtval);
2281         } else if (space > hirunningspace) {
2282                 /*
2283                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2284                  * system.  We will not deadlock here because
2285                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2286                  * to complete. We do not block here if it is the update
2287                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2288                  * to deadlock.
2289                  */
2290                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2291                         waitrunningbufspace();
2292         }
2293
2294         return (0);
2295 }
2296
2297 void
2298 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2299 {
2300         struct buf *nbp;
2301
2302         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2303                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2304                 altbufferflushes++;
2305         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2306                 BO_LOCK(bo);
2307                 /*
2308                  * Try to find a buffer to flush.
2309                  */
2310                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2311                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2312                             BUF_LOCK(nbp,
2313                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2314                                 continue;
2315                         if (bp == nbp)
2316                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2317                         BO_UNLOCK(bo);
2318                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2319                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2320                                 BO_LOCK(bo);
2321                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2322                                 continue;
2323                         }
2324                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2325                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2326                         } else {
2327                                 bremfree(nbp);
2328                                 bawrite(nbp);
2329                         }
2330                         dirtybufferflushes++;
2331                         break;
2332                 }
2333                 if (nbp == NULL)
2334                         BO_UNLOCK(bo);
2335         }
2336 }
2337
2338 /*
2339  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2340  * anything if the buffer is marked invalid.
2341  *
2342  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2343  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2344  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2345  * out synchronously.
2346  */
2347 void
2348 bdwrite(struct buf *bp)
2349 {
2350         struct thread *td = curthread;
2351         struct vnode *vp;
2352         struct bufobj *bo;
2353
2354         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2355         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2356         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2357             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2358         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2359
2360         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2361                 brelse(bp);
2362                 return;
2363         }
2364
2365         /*
2366          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2367          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2368          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2369          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2370          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2371          */
2372         vp = bp->b_vp;
2373         bo = bp->b_bufobj;
2374         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2375                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2376                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2377                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2378         } else
2379                 recursiveflushes++;
2380
2381         bdirty(bp);
2382         /*
2383          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2384          * true even of NFS now.
2385          */
2386         bp->b_flags |= B_CACHE;
2387
2388         /*
2389          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2390          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2391          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2392          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2393          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2394          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2395          * the bmap then...  So, this is important to do.
2396          */
2397         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2398                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2399         }
2400
2401         buf_track(bp, __func__);
2402
2403         /*
2404          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2405          * pages.
2406          *
2407          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2408          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2409          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2410          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2411          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2412          * or perhaps the cluster will be completed.
2413          */
2414         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2415         bqrelse(bp);
2416
2417         /*
2418          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2419          * due to the softdep code.
2420          */
2421 }
2422
2423 /*
2424  *      bdirty:
2425  *
2426  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2427  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2428  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2429  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2430  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2431  *
2432  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2433  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2434  *      should only be called if the buffer is known-good.
2435  *
2436  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2437  *      count.
2438  *
2439  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2440  */
2441 void
2442 bdirty(struct buf *bp)
2443 {
2444
2445         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2446             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2447         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2448         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2449             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2450         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2451         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2452         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2453
2454         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2455                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2456                 reassignbuf(bp);
2457                 bdirtyadd(bp);
2458         }
2459 }
2460
2461 /*
2462  *      bundirty:
2463  *
2464  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2465  *
2466  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2467  *      count.
2468  *      
2469  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2470  */
2471
2472 void
2473 bundirty(struct buf *bp)
2474 {
2475
2476         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2477         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2478         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2479             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2480         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2481
2482         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2483                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2484                 reassignbuf(bp);
2485                 bdirtysub(bp);
2486         }
2487         /*
2488          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2489          */
2490         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2491 }
2492
2493 /*
2494  *      bawrite:
2495  *
2496  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2497  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2498  *
2499  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2500  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2501  */
2502 void
2503 bawrite(struct buf *bp)
2504 {
2505
2506         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2507         (void) bwrite(bp);
2508 }
2509
2510 /*
2511  *      babarrierwrite:
2512  *
2513  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2514  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2515  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2516  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2517  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2518  */
2519 void
2520 babarrierwrite(struct buf *bp)
2521 {
2522
2523         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2524         (void) bwrite(bp);
2525 }
2526
2527 /*
2528  *      bbarrierwrite:
2529  *
2530  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2531  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2532  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2533  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2534  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2535  */
2536 int
2537 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2538 {
2539
2540         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2541         return (bwrite(bp));
2542 }
2543
2544 /*
2545  *      bwillwrite:
2546  *
2547  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2548  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2549  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2550  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2551  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2552  */
2553 void
2554 bwillwrite(void)
2555 {
2556
2557         if (buf_dirty_count_severe()) {
2558                 mtx_lock(&bdirtylock);
2559                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2560                         bdirtywait = 1;
2561                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2562                             "flswai", 0);
2563                 }
2564                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2565         }
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Return true if we have too many dirty buffers.
2570  */
2571 int
2572 buf_dirty_count_severe(void)
2573 {
2574
2575         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2576 }
2577
2578 /*
2579  *      brelse:
2580  *
2581  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2582  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2583  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2584  */
2585 void
2586 brelse(struct buf *bp)
2587 {
2588         struct mount *v_mnt;
2589         int qindex;
2590
2591         /*
2592          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2593          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2594          */
2595         if (bp == NULL)
2596                 return;
2597         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2598             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2599         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2600             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2601         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2602             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2603
2604         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2605                 /*
2606                  * Do not process, in particular, do not handle the
2607                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2608                  */
2609                 BUF_UNLOCK(bp);
2610                 return;
2611         }
2612
2613         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2614                 bqrelse(bp);
2615                 return;
2616         }
2617
2618         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2619                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2620                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2621                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2622                 bdirty(bp);
2623         }
2624         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2625             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2626             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2627                 /*
2628                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2629                  * means the device is gone) are treated as being
2630                  * transient.
2631                  *
2632                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2633                  * contract with the local storage device drivers is that
2634                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2635                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2636                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2637                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2638                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2639                  * this entire case should be made obsolete through better
2640                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2641                  *
2642                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2643                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2644                  * to access the buffer to untangle them.
2645                  *
2646                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2647                  */
2648                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2649                 bdirty(bp);
2650         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2651             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2652                 /*
2653                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2654                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2655                  * no longer present.
2656                  */
2657                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2658                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2659                         buf_deallocate(bp);
2660                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2661                         bdirtysub(bp);
2662                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2663                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2664                         allocbuf(bp, 0);
2665                         if (bp->b_vp)
2666                                 brelvp(bp);
2667                 }
2668         }
2669
2670         /*
2671          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2672          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2673          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2674          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2675          * 
2676          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2677          * if B_DELWRI is set.
2678          */
2679         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2680                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2681
2682         /*
2683          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2684          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2685          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2686          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2687          *
2688          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2689          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2690          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2691          *
2692          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2693          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2694          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2695          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2696          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2697          * background write.
2698          */
2699
2700         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2701
2702         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2703             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2704             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2705             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2706                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2707                 allocbuf(bp, 0);
2708         }
2709
2710         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2711             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2712                 allocbuf(bp, 0);
2713                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2714                 if (bp->b_vp != NULL)
2715                         brelvp(bp);
2716         }
2717                         
2718         /*
2719          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2720          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2721          * doesn't find it.
2722          */
2723         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2724             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2725                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2726         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2727                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2728                         bundirty(bp);
2729                 if (bp->b_vp)
2730                         brelvp(bp);
2731         }
2732
2733         buf_track(bp, __func__);
2734
2735         /* buffers with no memory */
2736         if (bp->b_bufsize == 0) {
2737                 buf_free(bp);
2738                 return;
2739         }
2740         /* buffers with junk contents */
2741         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2742             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2743                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2744                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2745                         panic("losing buffer 2");
2746                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2747                 bp->b_flags |= B_AGE;
2748         /* remaining buffers */
2749         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2750                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2751         else
2752                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2753
2754         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2755                 panic("brelse: not dirty");
2756
2757         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2758         /* binsfree unlocks bp. */
2759         binsfree(bp, qindex);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2764  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2765  *
2766  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2767  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2768  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2769  * again soon.
2770  *
2771  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2772  */
2773 void
2774 bqrelse(struct buf *bp)
2775 {
2776         int qindex;
2777
2778         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2779         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2780             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2781
2782         qindex = QUEUE_NONE;
2783         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2784                 /* do not release to free list */
2785                 BUF_UNLOCK(bp);
2786                 return;
2787         }
2788         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2789
2790         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2791                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2792                         bremfreef(bp);
2793                 goto out;
2794         }
2795
2796         /* buffers with stale but valid contents */
2797         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2798             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2799                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2800                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2801                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2802                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2803         } else {
2804                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2805                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2806                         panic("bqrelse: not dirty");
2807                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2808                         brelse(bp);
2809                         return;
2810                 }
2811                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2812         }
2813         buf_track(bp, __func__);
2814         /* binsfree unlocks bp. */
2815         binsfree(bp, qindex);
2816         return;
2817
2818 out:
2819         buf_track(bp, __func__);
2820         /* unlock */
2821         BUF_UNLOCK(bp);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2826  * restore bogus pages.
2827  */
2828 static void
2829 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2830 {
2831         vm_ooffset_t foff;
2832         vm_page_t m;
2833         vm_object_t obj;
2834         struct vnode *vp __unused;
2835         int i, iosize, resid;
2836         bool bogus;
2837
2838         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2839         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2840             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2841             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2842
2843         vp = bp->b_vp;
2844         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2845             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2846         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2847             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2848
2849         foff = bp->b_offset;
2850         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2851             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2852
2853         bogus = false;
2854         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2855         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2856         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2857                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2858                 if (resid > iosize)
2859                         resid = iosize;
2860
2861                 /*
2862                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2863                  */
2864                 m = bp->b_pages[i];
2865                 if (m == bogus_page) {
2866                         bogus = true;
2867                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2868                         if (m == NULL)
2869                                 panic("biodone: page disappeared!");
2870                         bp->b_pages[i] = m;
2871                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2872                         /*
2873                          * In the write case, the valid and clean bits are
2874                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2875                          * only need to do this here in the read case.
2876                          */
2877                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2878                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2879                             "has unexpected dirty bits", m));
2880                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2881                 }
2882                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2883                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2884                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2885
2886                 vm_page_sunbusy(m);
2887                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2888                 iosize -= resid;
2889         }
2890         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2891         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2892         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2893                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2894                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2895                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2896         }
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Unwire a page held by a buf and either free it or update the page queues to
2901  * reflect its recent use.
2902  */
2903 static void
2904 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2905 {
2906         bool freed;
2907
2908         vm_page_lock(m);
2909         if (vm_page_unwire_noq(m)) {
2910                 if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2911                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2912                 else
2913                         freed = false;
2914                 if (!freed) {
2915                         /*
2916                          * Use a racy check of the valid bits to determine
2917                          * whether we can accelerate reclamation of the page.
2918                          * The valid bits will be stable unless the page is
2919                          * being mapped or is referenced by multiple buffers,
2920                          * and in those cases we expect races to be rare.  At
2921                          * worst we will either accelerate reclamation of a
2922                          * valid page and violate LRU, or unnecessarily defer
2923                          * reclamation of an invalid page.
2924                          *
2925                          * The B_NOREUSE flag marks data that is not expected to
2926                          * be reused, so accelerate reclamation in that case
2927                          * too.  Otherwise, maintain LRU.
2928                          */
2929                         if (m->valid == 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2930                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2931                         else if (vm_page_active(m))
2932                                 vm_page_reference(m);
2933                         else
2934                                 vm_page_deactivate(m);
2935                 }
2936         }
2937         vm_page_unlock(m);
2938 }
2939
2940 /*
2941  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2942  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2943  */
2944 static void
2945 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2946 {
2947         vm_object_t obj;
2948         vm_page_t m;
2949         int i, resid, poffset, presid;
2950
2951         if (buf_mapped(bp)) {
2952                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2953                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2954         } else
2955                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2956         /*
2957          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2958          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2959          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2960          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2961          *
2962          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2963          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2964          * m->dirty, etc...). 
2965          *
2966          * See man buf(9) for more information
2967          */
2968         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2969         resid = bp->b_bufsize;
2970         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2971         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2972         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2973                 m = bp->b_pages[i];
2974                 if (m == bogus_page)
2975                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2976                 bp->b_pages[i] = NULL;
2977
2978                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2979                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2980                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2981                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2982                         vm_page_lock(m);
2983                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2984                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2985                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2986                 }
2987                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2988                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2989                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2990                 resid -= presid;
2991                 poffset = 0;
2992         }
2993         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2994         bp->b_npages = 0;
2995 }
2996
2997 /*
2998  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2999  */
3000 static void
3001 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3002 {
3003         vm_object_t obj;
3004         vm_page_t m;
3005         int i;
3006
3007         if (bp->b_npages == desiredpages)
3008                 return;
3009
3010         if (buf_mapped(bp)) {
3011                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3012                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3013                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3014         } else
3015                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3016
3017         /*
3018          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3019          */
3020         obj = (bp->b_flags & B_DIRECT) != 0 ? bp->b_bufobj->bo_object : NULL;
3021         if (obj != NULL)
3022                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3023         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3024                 m = bp->b_pages[i];
3025                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3026                 bp->b_pages[i] = NULL;
3027                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
3028         }
3029         if (obj != NULL)
3030                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3031         bp->b_npages = desiredpages;
3032 }
3033
3034 /*
3035  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3036  */
3037 static void
3038 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3039 {
3040         /*
3041          * We are growing the buffer, possibly in a 
3042          * byte-granular fashion.
3043          */
3044         vm_object_t obj;
3045         vm_offset_t toff;
3046         vm_offset_t tinc;
3047         vm_page_t m;
3048
3049         /*
3050          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3051          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3052          * are not valid for the range covered by the buffer.
3053          */
3054         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3055         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3056         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3057                 /*
3058                  * We must allocate system pages since blocking
3059                  * here could interfere with paging I/O, no
3060                  * matter which process we are.
3061                  *
3062                  * Only exclusive busy can be tested here.
3063                  * Blocking on shared busy might lead to
3064                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3065                  * pages are vfs_busy_pages().
3066                  */
3067                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3068                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3069                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3070                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3071                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3072                 bp->b_npages = desiredpages;
3073         }
3074
3075         /*
3076          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3077          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3078          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3079          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3080          * aligned range ( newbsize ).
3081          *
3082          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3083          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3084          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3085          * fails with NFS if the server or some other client
3086          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3087          * B_CACHE may remain set! XXX
3088          */
3089         toff = bp->b_bcount;
3090         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3091         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3092                 vm_pindex_t pi;
3093
3094                 if (tinc > (size - toff))
3095                         tinc = size - toff;
3096                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3097                 m = bp->b_pages[pi];
3098                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3099                 toff += tinc;
3100                 tinc = PAGE_SIZE;
3101         }
3102         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3103
3104         /*
3105          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3106          */
3107         if (buf_mapped(bp))
3108                 bpmap_qenter(bp);
3109         else
3110                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3111 }
3112
3113 /*
3114  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3115  * write.
3116  */
3117 static int
3118 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3119 {
3120         struct buf *bpa;
3121         int match;
3122
3123         match = 0;
3124
3125         /* If the buf isn't in core skip it */
3126         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3127                 return (0);
3128
3129         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3130         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3131                 return (0);
3132
3133         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3134         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3135             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3136                 goto done;
3137
3138         if (bpa->b_bufsize != size)
3139                 goto done;
3140
3141         /*
3142          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3143          * block has been mapped.
3144          */
3145         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3146                 match = 1;
3147 done:
3148         BUF_UNLOCK(bpa);
3149         return (match);
3150 }
3151
3152 /*
3153  *      vfs_bio_awrite:
3154  *
3155  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3156  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3157  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3158  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3159  */
3160 int
3161 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3162 {
3163         struct bufobj *bo;
3164         int i;
3165         int j;
3166         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3167         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3168         int ncl;
3169         int nwritten;
3170         int size;
3171         int maxcl;
3172         int gbflags;
3173
3174         bo = &vp->v_bufobj;
3175         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3176         /*
3177          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3178          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3179          * rather then at the beginning.
3180          */
3181         if ((vp->v_type == VREG) && 
3182             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3183             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3184
3185                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3186                 maxcl = MAXPHYS / size;
3187
3188                 BO_RLOCK(bo);
3189                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3190                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3191                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3192                                 break;
3193
3194                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3195                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3196                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3197                                 break;
3198                 BO_RUNLOCK(bo);
3199                 --j;
3200                 ncl = i + j;
3201                 /*
3202                  * this is a possible cluster write
3203                  */
3204                 if (ncl != 1) {
3205                         BUF_UNLOCK(bp);
3206                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3207                             gbflags);
3208                         return (nwritten);
3209                 }
3210         }
3211         bremfree(bp);
3212         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3213         /*
3214          * default (old) behavior, writing out only one block
3215          *
3216          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3217          */
3218         nwritten = bp->b_bufsize;
3219         (void) bwrite(bp);
3220
3221         return (nwritten);
3222 }
3223
3224 /*
3225  *      getnewbuf_kva:
3226  *
3227  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3228  */
3229 static int
3230 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3231 {
3232
3233         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3234                 /*
3235                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3236                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3237                  */
3238                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3239
3240                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3241                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3242                         return (ENOSPC);
3243         }
3244         return (0);
3245 }
3246
3247 /*
3248  *      getnewbuf:
3249  *
3250  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3251  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3252  *
3253  *      We block if:
3254  *              We have insufficient buffer headers
3255  *              We have insufficient buffer space
3256  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3257  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3258  *
3259  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3260  *      allocbuf() is called.
3261  */
3262 static struct buf *
3263 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3264 {
3265         struct bufdomain *bd;
3266         struct buf *bp;
3267         bool metadata, reserved;
3268
3269         bp = NULL;
3270         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3271             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3272         if (!unmapped_buf_allowed)
3273                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3274
3275         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3276             vp->v_type == VCHR)
3277                 metadata = true;
3278         else
3279                 metadata = false;
3280         if (vp == NULL)
3281                 bd = &bdomain[0];
3282         else
3283                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3284
3285         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3286         reserved = false;
3287         do {
3288                 if (reserved == false &&
3289                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3290                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3291                         continue;
3292                 }
3293                 reserved = true;
3294                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3295                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3296                         continue;
3297                 }
3298                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3299                         return (bp);
3300                 break;
3301         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3302
3303         if (reserved)
3304                 bufspace_release(bd, maxsize);
3305         if (bp != NULL) {
3306                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3307                 brelse(bp);
3308         }
3309         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3310
3311         return (NULL);
3312 }
3313
3314 /*
3315  *      buf_daemon:
3316  *
3317  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3318  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3319  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3320  */
3321 static struct kproc_desc buf_kp = {
3322         "bufdaemon",
3323         buf_daemon,
3324         &bufdaemonproc
3325 };
3326 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3327
3328 static int
3329 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3330 {
3331         int flushed;
3332
3333         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3334         if (flushed == 0) {
3335                 /*
3336                  * Could not find any buffers without rollback
3337                  * dependencies, so just write the first one
3338                  * in the hopes of eventually making progress.
3339                  */
3340                 if (vp != NULL && target > 2)
3341                         target /= 2;
3342                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3343         }
3344         return (flushed);
3345 }
3346
3347 static void
3348 buf_daemon()
3349 {
3350         struct bufdomain *bd;
3351         int speedupreq;
3352         int lodirty;
3353         int i;
3354
3355         /*
3356          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3357          */
3358         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3359             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3360
3361         /*
3362          * Start the buf clean daemons as children threads.
3363          */
3364         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3365                 int error;
3366
3367                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3368                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3369                 if (error)
3370                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3371         }
3372
3373         /*
3374          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3375          */
3376         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3377         mtx_lock(&bdlock);
3378         for (;;) {
3379                 bd_request = 0;
3380                 mtx_unlock(&bdlock);
3381
3382                 kthread_suspend_check();
3383
3384                 /*
3385                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3386                  * requests.
3387                  */
3388                 speedupreq = bd_speedupreq;
3389                 bd_speedupreq = 0;
3390
3391                 /*
3392                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3393                  * the speedup request.
3394                  */
3395                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3396                         bd = &bdomain[i];
3397                         if (speedupreq)
3398                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3399                         else
3400                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3401                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3402                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3403                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3404                                         break;
3405                                 kern_yield(PRI_USER);
3406                         }
3407                 }
3408
3409                 /*
3410                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3411                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3412                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3413                  * built up, within reason.
3414                  *
3415                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3416                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3417                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3418                  */
3419                 mtx_lock(&bdlock);
3420                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3421                         /*
3422                          * We reached our low water mark, reset the
3423                          * request and sleep until we are needed again.
3424                          * The sleep is just so the suspend code works.
3425                          */
3426                         bd_request = 0;
3427                         /*
3428                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3429                          * changed via sysctl and the explicit transition
3430                          * out of shortfall was missed.
3431                          */
3432                         bdirtywakeup();
3433                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3434                                 runningwakeup();
3435                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3436                 } else {
3437                         /*
3438                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3439                          * still have too many dirty buffers, we
3440                          * have to sleep and try again.  (rare)
3441                          */
3442                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3443                 }
3444         }
3445 }
3446
3447 /*
3448  *      flushbufqueues:
3449  *
3450  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3451  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3452  *      particularly sensitive to.
3453  */
3454 static int flushwithdeps = 0;
3455 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3456     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3457
3458 static int
3459 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3460     int flushdeps)
3461 {
3462         struct bufqueue *bq;
3463         struct buf *sentinel;
3464         struct vnode *vp;
3465         struct mount *mp;
3466         struct buf *bp;
3467         int hasdeps;
3468         int flushed;
3469         int error;
3470         bool unlock;
3471
3472         flushed = 0;
3473         bq = &bd->bd_dirtyq;
3474         bp = NULL;
3475         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3476         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3477         BQ_LOCK(bq);
3478         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3479         BQ_UNLOCK(bq);
3480         while (flushed != target) {
3481                 maybe_yield();
3482                 BQ_LOCK(bq);
3483                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3484                 if (bp != NULL) {
3485                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3486                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3487                             b_freelist);
3488                 } else {
3489                         BQ_UNLOCK(bq);
3490                         break;
3491                 }
3492                 /*
3493                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3494                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3495                  *
3496                  * Only flush the buffers that belong to the
3497                  * vnode locked by the curthread.
3498                  */
3499                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3500                     bp->b_vp != lvp)) {
3501                         BQ_UNLOCK(bq);
3502                         continue;
3503                 }
3504                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3505                 BQ_UNLOCK(bq);
3506                 if (error != 0)
3507                         continue;
3508
3509                 /*
3510                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3511                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3512                  */
3513                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3514                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3515                         BUF_UNLOCK(bp);
3516                         continue;
3517                 }
3518                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3519                         bremfreef(bp);
3520                         brelse(bp);
3521                         flushed++;
3522                         continue;
3523                 }
3524
3525                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3526                         if (flushdeps == 0) {
3527                                 BUF_UNLOCK(bp);
3528                                 continue;
3529                         }
3530                         hasdeps = 1;
3531                 } else
3532                         hasdeps = 0;
3533                 /*
3534                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3535                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3536                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3537                  * system.
3538                  *
3539                  * The lock order here is the reverse of the normal
3540                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3541                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3542                  */
3543                 vp = bp->b_vp;
3544                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3545                         BUF_UNLOCK(bp);
3546                         continue;
3547                 }
3548                 if (lvp == NULL) {
3549                         unlock = true;
3550                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3551                 } else {
3552                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3553                         unlock = false;
3554                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3555                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3556                 }
3557                 if (error == 0) {
3558                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3559                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3560                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3561                                 vfs_bio_awrite(bp);
3562                         } else {
3563                                 bremfree(bp);
3564                                 bwrite(bp);
3565                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3566                         }
3567                         vn_finished_write(mp);
3568                         if (unlock)
3569                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3570                         flushwithdeps += hasdeps;
3571                         flushed++;
3572
3573                         /*
3574                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3575                          * vnode lock leads to deadlock.
3576                          */
3577                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3578                             runningbufspace > hirunningspace)
3579                                 waitrunningbufspace();
3580                         continue;
3581                 }
3582                 vn_finished_write(mp);
3583                 BUF_UNLOCK(bp);
3584         }
3585         BQ_LOCK(bq);
3586         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3587         BQ_UNLOCK(bq);
3588         free(sentinel, M_TEMP);
3589         return (flushed);
3590 }
3591
3592 /*
3593  * Check to see if a block is currently memory resident.
3594  */
3595 struct buf *
3596 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3597 {
3598         struct buf *bp;
3599
3600         BO_RLOCK(bo);
3601         bp = gbincore(bo, blkno);
3602         BO_RUNLOCK(bo);
3603         return (bp);
3604 }
3605
3606 /*
3607  * Returns true if no I/O is needed to access the
3608  * associated VM object.  This is like incore except
3609  * it also hunts around in the VM system for the data.
3610  */
3611
3612 static int
3613 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3614 {
3615         vm_object_t obj;
3616         vm_offset_t toff, tinc, size;
3617         vm_page_t m;
3618         vm_ooffset_t off;
3619
3620         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3621
3622         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3623                 return 1;
3624         if (vp->v_mount == NULL)
3625                 return 0;
3626         obj = vp->v_object;
3627         if (obj == NULL)
3628                 return (0);
3629
3630         size = PAGE_SIZE;
3631         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3632                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3633         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3634
3635         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3636         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3637                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3638                 if (!m)
3639                         goto notinmem;
3640                 tinc = size;
3641                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3642                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3643                 if (vm_page_is_valid(m,
3644                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3645                         goto notinmem;
3646         }
3647         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3648         return 1;
3649
3650 notinmem:
3651         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3652         return (0);
3653 }
3654
3655 /*
3656  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3657  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3658  * to the size of the buffer.
3659  *
3660  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3661  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3662  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3663  *
3664  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3665  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3666  */
3667 static void
3668 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3669 {
3670         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3671         vm_page_t m;
3672         int i;
3673
3674         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3675                 return;
3676
3677         foff = bp->b_offset;
3678         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3679             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3680
3681         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3682         vfs_drain_busy_pages(bp);
3683         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3684         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3685                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3686                 eoff = noff;
3687                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3688                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3689                 m = bp->b_pages[i];
3690                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3691                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3692                 foff = noff;
3693         }
3694         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3695 }
3696
3697 static void
3698 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3699 {
3700         vm_object_t object;
3701         int i;
3702
3703         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3704         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3705
3706         /*
3707          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3708          * object has been flushed yet.
3709          */
3710         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3711                 vm_offset_t boffset;
3712                 vm_offset_t eoffset;
3713
3714                 /*
3715                  * test the pages to see if they have been modified directly
3716                  * by users through the VM system.
3717                  */
3718                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3719                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3720
3721                 /*
3722                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3723                  * (eoffset - boffset) bytes.
3724                  */
3725
3726                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3727                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3728                                 break;
3729                 }
3730                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3731
3732                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3733                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3734                                 break;
3735                         }
3736                 }
3737                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3738
3739                 /*
3740                  * Fit it to the buffer.
3741                  */
3742
3743                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3744                         eoffset = bp->b_bcount;
3745
3746                 /*
3747                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3748                  * dirty range.
3749                  */
3750
3751                 if (boffset < eoffset) {
3752                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3753                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3754                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3755                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3756                 }
3757         }
3758 }
3759
3760 /*
3761  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3762  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3763  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3764  */
3765 static void
3766 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3767 {
3768         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3769         off_t offset;
3770
3771         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3772             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3773         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3774             bp->b_data == unmapped_buf &&
3775             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3776         if (!need_mapping && !need_kva)
3777                 return;
3778
3779         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3780
3781         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3782                 /*
3783                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3784                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3785                  * allocated space.
3786                  */
3787                 goto has_addr;
3788         }
3789
3790         /*
3791          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3792          * if the buffer was mapped.
3793          */
3794         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3795         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3796         offset = blkno * bsize;
3797         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3798         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3799
3800         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3801                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3802                         /*
3803                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3804                          * succeed, not sure what else to do.
3805                          */
3806                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3807                 }
3808                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3809                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3810         }
3811 has_addr:
3812         if (need_mapping) {
3813                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3814                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3815                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3816                 bpmap_qenter(bp);
3817         }
3818 }
3819
3820 struct buf *
3821 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3822     int flags)
3823 {
3824         struct buf *bp;
3825         int error;
3826
3827         error = getblkx(vp, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3828         if (error != 0)
3829                 return (NULL);
3830         return (bp);
3831 }
3832
3833 /*
3834  *      getblkx:
3835  *
3836  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3837  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3838  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3839  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3840  *      READ.
3841  *
3842  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3843  *      an existing buffer.
3844  *
3845  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3846  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3847  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3848  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3849  *
3850  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3851  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3852  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3853  *      backing VM.
3854  *
3855  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3856  *      B_CACHE bit is clear.
3857  *      
3858  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3859  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3860  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3861  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3862  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3863  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3864  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3865  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3866  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3867  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3868  */
3869 int
3870 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3871     int flags, struct buf **bpp)
3872 {
3873         struct buf *bp;
3874         struct bufobj *bo;
3875         daddr_t d_blkno;
3876         int bsize, error, maxsize, vmio;
3877         off_t offset;
3878
3879         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3880         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3881             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3882         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3883         if (size > maxbcachebuf)
3884                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3885                     maxbcachebuf);
3886         if (!unmapped_buf_allowed)
3887                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3888
3889         bo = &vp->v_bufobj;
3890         d_blkno = blkno;
3891 loop:
3892         BO_RLOCK(bo);
3893         bp = gbincore(bo, blkno);
3894         if (bp != NULL) {
3895                 int lockflags;
3896                 /*
3897                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3898                  * it must be on a queue.
3899                  */
3900                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3901
3902                 if ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0)
3903                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3904
3905                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3906                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3907
3908                 /*
3909                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3910                  * the buffer changed identities.
3911                  */
3912                 if (error == ENOLCK)
3913                         goto loop;
3914                 /* We timed out or were interrupted. */
3915                 else if (error != 0)
3916                         return (error);
3917                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3918                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3919                         goto end;
3920
3921                 /*
3922                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3923                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3924                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3925                  * backing VM cache.
3926                  */
3927                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3928                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3929                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3930                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3931                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3932                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3933                 else
3934                         bremfree(bp);
3935
3936                 /*
3937                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3938                  */
3939                 if (bp->b_bcount != size) {
3940                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3941                             (size > bp->b_kvasize)) {
3942                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3943                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3944                                         bwrite(bp);
3945                                 } else {
3946                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3947                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3948                                                 brelse(bp);
3949                                         } else {
3950                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3951                                                 bwrite(bp);
3952                                         }
3953                                 }
3954                                 goto loop;
3955                         }
3956                 }
3957
3958                 /*
3959                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3960                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3961                  * reservation is requested.
3962                  */
3963                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3964
3965                 /*
3966                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3967                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3968                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3969                  * unchanged from its previous state.
3970                  */
3971                 allocbuf(bp, size);
3972
3973                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3974                     ("getblk: no buffer offset"));
3975
3976                 /*
3977                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3978                  * be committed before we can return the buffer in
3979                  * order to prevent the caller from issuing a read
3980                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3981                  * it.
3982                  *
3983                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3984                  * operate properly either because they assume they
3985                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3986                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3987                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3988                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3989                  * preventing further loops.
3990                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3991                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3992                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3993                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3994                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3995                  * after the write.
3996                  *
3997                  * We might be able to do something fancy, like setting
3998                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3999                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4000                  * confusing.  This is much easier.
4001                  */
4002
4003                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4004                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4005                         bwrite(bp);
4006                         goto loop;
4007                 }
4008                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4009         } else {
4010                 /*
4011                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4012                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4013                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4014                  */
4015                 BO_RUNLOCK(bo);
4016                 /*
4017                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4018                  * here.
4019                  */
4020                 if (flags & GB_NOCREAT)
4021                         return (EEXIST);
4022                 if (bdomain[bo->bo_domain].bd_freebuffers == 0 &&
4023                     TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
4024                         return (EBUSY);
4025
4026                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4027                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4028                 offset = blkno * bsize;
4029                 vmio = vp->v_object != NULL;
4030                 if (vmio) {
4031                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4032                 } else {
4033                         maxsize = size;
4034                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4035                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4036                 }
4037                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4038                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4039                     !vn_isdisk(vp, NULL)) {
4040                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4041                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4042                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4043                             vp));
4044                         if (error != 0)
4045                                 return (error);
4046                         if (d_blkno == -1)
4047                                 return (EJUSTRETURN);
4048                 }
4049
4050                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4051                 if (bp == NULL) {
4052                         if (slpflag || slptimeo)
4053                                 return (ETIMEDOUT);
4054                         /*
4055                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4056                          * enough to work under very low memory conditions.
4057                          *
4058                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4059                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4060                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4061                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4062                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4063                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4064                          * This never happens because we never yield.
4065                          *
4066                          * The real solution is to identify and fix these cases
4067                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4068                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4069                          */
4070                         kern_yield(PRI_USER);
4071                         goto loop;
4072                 }
4073
4074                 /*
4075                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4076                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4077                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4078                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4079                  * throw away the one we just created.
4080                  *
4081                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4082                  * with the vp especially considering limitations in
4083                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4084                  * lblkno's.
4085                  */
4086                 BO_LOCK(bo);
4087                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4088                         BO_UNLOCK(bo);
4089                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4090                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4091                         brelse(bp);
4092                         goto loop;
4093                 }
4094
4095                 /*
4096                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4097                  * be found by incore.
4098                  */
4099                 bp->b_lblkno = blkno;
4100                 bp->b_blkno = d_blkno;
4101                 bp->b_offset = offset;
4102                 bgetvp(vp, bp);
4103                 BO_UNLOCK(bo);
4104
4105                 /*
4106                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4107                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4108                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4109                  * backing store for validity.
4110                  */
4111
4112                 if (vmio) {
4113                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4114                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4115                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4116                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4117                 } else {
4118                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4119                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4120                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4121                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4122                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4123                 }
4124
4125                 allocbuf(bp, size);
4126                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4127                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4128         }
4129         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4130         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4131 end:
4132         buf_track(bp, __func__);
4133         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4134             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4135         *bpp = bp;
4136         return (0);
4137 }
4138
4139 /*
4140  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4141  * set to B_INVAL.
4142  */
4143 struct buf *
4144 geteblk(int size, int flags)
4145 {
4146         struct buf *bp;
4147         int maxsize;
4148
4149         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4150         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4151                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4152                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4153                         return (NULL);
4154         }
4155         allocbuf(bp, size);
4156         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4157         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4158         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4159         return (bp);
4160 }
4161
4162 /*
4163  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4164  */
4165 static void
4166 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4167 {
4168
4169         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4170                 /*
4171                  * malloced buffers are not shrunk
4172                  */
4173                 if (newbsize == 0) {
4174                         bufmallocadjust(bp, 0);
4175                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4176                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4177                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4178                 }
4179                 return;
4180         }
4181         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4182         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4183 }
4184
4185 /*
4186  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4187  */
4188 static void
4189 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4190 {
4191         caddr_t origbuf;
4192         int origbufsize;
4193
4194         /*
4195          * We only use malloced memory on the first allocation.
4196          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4197          * grows.
4198          *
4199          * There is a potential smp race here that could lead
4200          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4201          * is probably extremely rare and not worth worrying
4202          * over.
4203          */
4204         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4205             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4206                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4207                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4208                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4209                 return;
4210         }
4211
4212         /*
4213          * If the buffer is growing on its other-than-first
4214          * allocation then we revert to the page-allocation
4215          * scheme.
4216          */
4217         origbuf = NULL;
4218         origbufsize = 0;
4219         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4220                 origbuf = bp->b_data;
4221                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4222                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4223                 bufmallocadjust(bp, 0);
4224                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4225                 newbsize = round_page(newbsize);
4226         }
4227         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4228             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4229         if (origbuf != NULL) {
4230                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4231                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4232         }
4233         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4234 }
4235
4236 /*
4237  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4238  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4239  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4240  * resize a buffer up or down.
4241  *
4242  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4243  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4244  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4245  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4246  *
4247  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4248  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4249  */
4250 int
4251 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4252 {
4253         int newbsize;
4254
4255         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4256
4257         if (bp->b_bcount == size)
4258                 return (1);
4259
4260         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4261                 panic("allocbuf: buffer too small");
4262
4263         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4264         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4265                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4266                         newbsize = round_page(newbsize);
4267                 /*
4268                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4269                  * mess with B_CACHE.
4270                  */
4271                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4272                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4273                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4274                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4275         } else {
4276                 int desiredpages;
4277
4278                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4279                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4280
4281                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4282                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4283                 /*
4284                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4285                  * 0-length.
4286                  */
4287                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4288                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4289
4290                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4291                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4292                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4293                 else if (size > bp->b_bcount)
4294                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4295                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4296         }
4297         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4298         return (1);
4299 }
4300
4301 extern int inflight_transient_maps;
4302
4303 static struct bio_queue nondump_bios;
4304
4305 void
4306 biodone(struct bio *bp)
4307 {
4308         struct mtx *mtxp;
4309         void (*done)(struct bio *);
4310         vm_offset_t start, end;
4311
4312         biotrack(bp, __func__);
4313
4314         /*
4315          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4316          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4317          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4318          * to keep the system usable after it has been resumed.
4319          */
4320         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4321                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4322                 return;
4323         }
4324         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4325                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4326                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4327                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4328                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4329                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4330                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4331                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4332                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4333         }
4334         done = bp->bio_done;
4335         if (done == NULL) {
4336                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4337                 mtx_lock(mtxp);
4338                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4339                 wakeup(bp);
4340                 mtx_unlock(mtxp);
4341         } else
4342                 done(bp);
4343 }
4344
4345 /*
4346  * Wait for a BIO to finish.
4347  */
4348 int
4349 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4350 {
4351         struct mtx *mtxp;
4352
4353         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4354         mtx_lock(mtxp);
4355         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4356                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4357         mtx_unlock(mtxp);
4358         if (bp->bio_error != 0)
4359                 return (bp->bio_error);
4360         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4361                 return (0);
4362         return (EIO);
4363 }
4364
4365 void
4366 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4367 {
4368         
4369         if (error) {
4370                 bp->bio_error = error;
4371                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4372         }
4373         if (stat != NULL)
4374                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4375         biodone(bp);
4376 }
4377
4378 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4379 void
4380 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4381 {
4382
4383         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4384 }
4385 #endif
4386
4387 /*
4388  *      bufwait:
4389  *
4390  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4391  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4392  *      error and cleared.
4393  */
4394 int
4395 bufwait(struct buf *bp)
4396 {
4397         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4398                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4399         else
4400                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4401         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4402                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4403                 return (EINTR);
4404         }
4405         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4406                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4407         } else {
4408                 return (0);
4409         }
4410 }
4411
4412 /*
4413  *      bufdone:
4414  *
4415  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4416  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4417  *      not allowed.
4418  *
4419  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4420  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4421  *      assuming B_INVAL is clear.
4422  *
4423  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4424  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4425  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4426  *
4427  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4428  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4429  *      in the biodone routine.
4430  */
4431 void
4432 bufdone(struct buf *bp)
4433 {
4434         struct bufobj *dropobj;
4435         void    (*biodone)(struct buf *);
4436
4437         buf_track(bp, __func__);
4438         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4439         dropobj = NULL;
4440
4441         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4442         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4443
4444         runningbufwakeup(bp);
4445         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4446                 dropobj = bp->b_bufobj;
4447         /* call optional completion function if requested */
4448         if (bp->b_iodone != NULL) {
4449                 biodone = bp->b_iodone;
4450                 bp->b_iodone = NULL;
4451                 (*biodone) (bp);
4452                 if (dropobj)
4453                         bufobj_wdrop(dropobj);
4454                 return;
4455         }
4456         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4457                 /*
4458                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4459                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4460                  * routines.
4461                  */
4462                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4463                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4464                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4465                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4466                 vfs_vmio_iodone(bp);
4467         }
4468         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4469                 buf_complete(bp);
4470         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4471                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4472                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4473                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4474                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4475         }
4476         /*
4477          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4478          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4479          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4480          */
4481         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4482                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4483                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4484                         brelse(bp);
4485                 else
4486                         bqrelse(bp);
4487         } else
4488                 bdone(bp);
4489         if (dropobj)
4490                 bufobj_wdrop(dropobj);
4491 }
4492
4493 /*
4494  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4495  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4496  * consistent.
4497  */
4498 void
4499 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4500 {
4501         int i;
4502         vm_object_t obj;
4503         vm_page_t m;
4504
4505         runningbufwakeup(bp);
4506         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4507                 return;
4508
4509         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4510         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4511         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4512                 m = bp->b_pages[i];
4513                 if (m == bogus_page) {
4514                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4515                         if (!m)
4516                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4517                         bp->b_pages[i] = m;
4518                         if (buf_mapped(bp)) {
4519                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4520                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4521                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4522                         } else
4523                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4524                 }
4525                 vm_page_sunbusy(m);
4526         }
4527         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4528         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4529 }
4530
4531 /*
4532  * vfs_page_set_valid:
4533  *
4534  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4535  *      range is restricted to the buffer's size.
4536  *
4537  *      This routine is typically called after a read completes.
4538  */
4539 static void
4540 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4541 {
4542         vm_ooffset_t eoff;
4543
4544         /*
4545          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4546          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4547          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4548          * allocation size of the buffer.
4549          */
4550         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4551         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4552                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4553
4554         /*
4555          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4556          * entire page.
4557          */
4558         if (eoff > off)
4559                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4560 }
4561
4562 /*
4563  * vfs_page_set_validclean:
4564  *
4565  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4566  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4567  */
4568 static void
4569 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4570 {
4571         vm_ooffset_t soff, eoff;
4572
4573         /*
4574          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4575          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4576          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4577          * of the buffer.
4578          */
4579         soff = off;
4580         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4581         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4582                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4583
4584         /*
4585          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4586          * entire page.
4587          */
4588         if (eoff > soff) {
4589                 vm_page_set_validclean(
4590                     m,
4591                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4592                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4593                 );
4594         }
4595 }
4596
4597 /*
4598  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4599  * exclusive busy, drain it.
4600  */
4601 void
4602 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4603 {
4604         vm_page_t m;
4605         int i, last_busied;
4606
4607         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4608         last_busied = 0;
4609         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4610                 m = bp->b_pages[i];
4611                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4612                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4613                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4614                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4615                                 vm_page_lock(m);
4616                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4617                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4618                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4619                         }
4620                 }
4621         }
4622         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4623                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4624 }
4625
4626 /*
4627  * This routine is called before a device strategy routine.
4628  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4629  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4630  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4631  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4632  * inconsistent.
4633  *
4634  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4635  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4636  * and should be ignored.
4637  */
4638 void
4639 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4640 {
4641         vm_object_t obj;
4642         vm_ooffset_t foff;
4643         vm_page_t m;
4644         int i;
4645         bool bogus;
4646
4647         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4648                 return;
4649
4650         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4651         foff = bp->b_offset;
4652         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4653             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4654         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4655         vfs_drain_busy_pages(bp);
4656         if (bp->b_bufsize != 0)
4657                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4658         bogus = false;
4659         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4660                 m = bp->b_pages[i];
4661
4662                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4663                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4664                         vm_page_sbusy(m);
4665                 }
4666                 /*
4667                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4668                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4669                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4670                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4671                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4672                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4673                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4674                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4675                  * first place ).  The replacement prevents the read
4676                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4677                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4678                  * It may not work properly with small-block devices.
4679                  * We need to find a better way.
4680                  */
4681                 if (clear_modify) {
4682                         pmap_remove_write(m);
4683                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4684                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4685                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4686                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4687                         bogus = true;
4688                 }
4689                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4690         }
4691         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4692         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4693                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4694                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4695                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4696         }
4697 }
4698
4699 /*
4700  *      vfs_bio_set_valid:
4701  *
4702  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4703  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4704  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4705  *      page.
4706  */
4707 void   
4708 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4709 {
4710         int i, n;
4711         vm_page_t m;
4712
4713         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4714                 return;
4715
4716         /*
4717          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4718          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4719          * first page that can be validated.
4720          */
4721         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4722         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4723
4724         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4725         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4726                 m = bp->b_pages[i];
4727                 if (n > size)
4728                         n = size;
4729                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4730                 base += n;
4731                 size -= n;
4732                 n = PAGE_SIZE;
4733         }
4734         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4735 }
4736
4737 /*
4738  *      vfs_bio_clrbuf:
4739  *
4740  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4741  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4742  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4743  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4744  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4745  *
4746  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4747  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4748  */
4749 void
4750 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4751 {
4752         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4753
4754         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4755                 clrbuf(bp);
4756                 return;
4757         }
4758         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4759         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4760         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4761         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4762             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4763                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4764                         goto unlock;
4765                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4766                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4767                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4768                         goto unlock;
4769                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4770                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4771                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4772                         goto unlock;
4773                 }
4774         }
4775         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4776         slide = 0;
4777         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4778                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4779                 ea = slide & PAGE_MASK;
4780                 if (ea == 0)
4781                         ea = PAGE_SIZE;
4782                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4783                         continue;
4784                 j = sa / DEV_BSIZE;
4785                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4786                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4787                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4788                         continue;
4789                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4790                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4791                 else {
4792                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4793                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4794                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4795                                             sa, DEV_BSIZE);
4796                                 }
4797                         }
4798                 }
4799                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4800         }
4801 unlock:
4802         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4803         bp->b_resid = 0;
4804 }
4805
4806 void
4807 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4808 {
4809         vm_page_t m;
4810         int i, n;
4811
4812         if (buf_mapped(bp)) {
4813                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4814                 bzero(bp->b_data + base, size);
4815         } else {
4816                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4817                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4818                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4819                         m = bp->b_pages[i];
4820                         if (n > size)
4821                                 n = size;
4822                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4823                         base += n;
4824                         size -= n;
4825                         n = PAGE_SIZE;
4826                 }
4827         }
4828 }
4829
4830 /*
4831  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4832  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4833  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4834  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4835  */
4836 static void
4837 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4838 {
4839
4840         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4841             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4842
4843         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4844                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4845         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4846                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4847         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4848                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4849                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4850                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4851                 if (release)
4852                         brelse(bp);
4853         } else if (release)
4854                 bqrelse(bp);
4855 }
4856
4857 void
4858 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4859 {
4860
4861         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4862 }
4863
4864 void
4865 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4866 {
4867
4868         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4869 }
4870
4871 /*
4872  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4873  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4874  * not associated with a file object.
4875  */
4876 static void
4877 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4878 {
4879         vm_offset_t pg;
4880         vm_page_t p;
4881         int index;
4882
4883         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4884
4885         to = round_page(to);
4886         from = round_page(from);
4887         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4888
4889         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4890                 /*
4891                  * note: must allocate system pages since blocking here
4892                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4893                  * process we are.
4894                  */
4895                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4896                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4897                     VM_ALLOC_WAITOK);
4898                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4899                 bp->b_pages[index] = p;
4900         }
4901         bp->b_npages = index;
4902 }
4903
4904 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4905 static void
4906 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4907 {
4908         vm_offset_t from;
4909         vm_page_t p;
4910         int index, newnpages;
4911
4912         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4913
4914         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4915         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4916         if (bp->b_npages > newnpages)
4917                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4918         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4919                 p = bp->b_pages[index];
4920                 bp->b_pages[index] = NULL;
4921                 p->wire_count--;
4922                 vm_page_free(p);
4923         }
4924         vm_wire_sub(bp->b_npages - newnpages);
4925         bp->b_npages = newnpages;
4926 }
4927
4928 /*
4929  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4930  *
4931  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4932  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4933  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4934  *
4935  * Note that even if the caller determines that the address space should
4936  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4937  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4938  * check the return value.
4939  *
4940  * This function only works with pager buffers.
4941  */
4942 int
4943 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4944 {
4945         vm_prot_t prot;
4946         int pidx;
4947
4948         if (bp->b_bufsize < 0)
4949                 return (-1);
4950         prot = VM_PROT_READ;
4951         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4952                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4953         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4954             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4955             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4956                 return (-1);
4957         bp->b_npages = pidx;
4958         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4959         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4960                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4961                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4962         } else
4963                 bp->b_data = unmapped_buf;
4964         return(0);
4965 }
4966
4967 /*
4968  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4969  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4970  *
4971  * This function only works with pager buffers.
4972  */
4973 void
4974 vunmapbuf(struct buf *bp)
4975 {
4976         int npages;
4977
4978         npages = bp->b_npages;
4979         if (buf_mapped(bp))
4980                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4981         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4982
4983         bp->b_data = unmapped_buf;
4984 }
4985
4986 void
4987 bdone(struct buf *bp)
4988 {
4989         struct mtx *mtxp;
4990
4991         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4992         mtx_lock(mtxp);
4993         bp->b_flags |= B_DONE;
4994         wakeup(bp);
4995         mtx_unlock(mtxp);
4996 }
4997
4998 void
4999 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5000 {
5001         struct mtx *mtxp;
5002
5003         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5004         mtx_lock(mtxp);
5005         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5006                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5007         mtx_unlock(mtxp);
5008 }
5009
5010 int
5011 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5012 {
5013
5014         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5015 }
5016
5017 void
5018 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5019 {
5020         int i __unused;
5021         struct vnode *vp;
5022
5023         vp = bp->b_vp;
5024         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5025         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5026             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5027         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5028         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5029 }
5030
5031 /*
5032  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5033  */
5034 void
5035 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5036 {
5037         static volatile int bufobj_cleanq;
5038
5039         bo->bo_domain =
5040             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5041         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5042         bo->bo_private = private;
5043         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5044         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5045 }
5046
5047 void
5048 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5049 {
5050
5051         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5052         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5053         bo->bo_numoutput++;
5054 }
5055
5056 void
5057 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5058 {
5059
5060         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5061         BO_LOCK(bo);
5062         bo->bo_numoutput++;
5063         BO_UNLOCK(bo);
5064 }
5065
5066 void
5067 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5068 {
5069
5070         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5071         BO_LOCK(bo);
5072         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5073         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5074                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5075                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5076         }
5077         BO_UNLOCK(bo);
5078 }
5079
5080 int
5081 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5082 {
5083         int error;
5084
5085         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5086         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5087         error = 0;
5088         while (bo->bo_numoutput) {
5089                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5090                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5091                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5092                 if (error)
5093                         break;
5094         }
5095         return (error);
5096 }
5097
5098 /*
5099  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5100  */
5101 void
5102 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5103 {
5104
5105         if (!buf_mapped(bp)) {
5106                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5107                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5108                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5109                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5110                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5111                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5112                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5113                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5114                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5115                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5116         } else {
5117                 bip->bio_data = bp->b_data;
5118                 bip->bio_ma = NULL;
5119         }
5120 }
5121
5122 /*
5123  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5124  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5125  * to data corruption.
5126  *
5127  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5128  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5129  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5130  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5131  *
5132  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5133  * earlier chips, it should be flipped back off.
5134  */
5135 #ifdef  __mips__
5136 static int buf_pager_relbuf = 1;
5137 #else
5138 static int buf_pager_relbuf = 0;
5139 #endif
5140 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5141     &buf_pager_relbuf, 0,
5142     "Make buffer pager release buffers after reading");
5143
5144 /*
5145  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5146  *
5147  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5148  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5149  * device block size is greater than the machine page size.  The
5150  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5151  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5152  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5153  * pages.
5154  *
5155  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5156  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5157  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5158  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5159  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5160  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5161  */
5162 int
5163 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5164     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5165     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5166 {
5167         vm_page_t m;
5168         vm_object_t object;
5169         struct buf *bp;
5170         struct mount *mp;
5171         daddr_t lbn, lbnp;
5172         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5173         long bsize;
5174         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5175         bool redo, lpart;
5176
5177         object = vp->v_object;
5178         mp = vp->v_mount;
5179         error = 0;
5180         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5181         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5182                 return (VM_PAGER_BAD);
5183
5184         /*
5185          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5186          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5187          * and the start of the potential read-ahead region.
5188          */
5189         la += PAGE_SIZE;
5190         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5191         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5192
5193         /*
5194          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5195          */
5196         pgsin = count;
5197         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5198         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5199         pgsin += pgsin_b;
5200         if (rbehind != NULL)
5201                 *rbehind = pgsin_b;
5202         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5203         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5204                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5205                     PAGE_SIZE) - la);
5206         pgsin += pgsin_a;
5207         if (rahead != NULL)
5208                 *rahead = pgsin_a;
5209         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5210         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5211
5212         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5213             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5214         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5215 again:
5216         for (i = 0; i < count; i++)
5217                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5218         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5219
5220         lbnp = -1;
5221         for (i = 0; i < count; i++) {
5222                 m = ma[i];
5223
5224                 /*
5225                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5226                  * owned, which together allow for the pages'
5227                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5228                  * useless creation of the buffer for the most typical
5229                  * case when invalidation is not used in redo or for
5230                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5231                  * the end of the function catches the race in a
5232                  * reliable way (protected by the object lock).
5233                  */
5234                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
5235                         continue;
5236
5237                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5238                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5239                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5240                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5241                         if (lbn == lbnp)
5242                                 goto next_page;
5243                         lbnp = lbn;
5244
5245                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5246                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5247                             br_flags, &bp);
5248                         if (error != 0)
5249                                 goto end_pages;
5250                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5251                                 /*
5252                                  * Invalidation clears m->valid, but
5253                                  * may leave B_CACHE flag if the
5254                                  * buffer existed at the invalidation
5255                                  * time.  In this case, recycle the
5256                                  * buffer to do real read on next
5257                                  * bread() after redo.
5258                                  *
5259                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5260                                  * necessary, enable to reduce buf
5261                                  * cache pressure.
5262                                  */
5263                                 if (buf_pager_relbuf ||
5264                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5265                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5266
5267                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5268                                 brelse(bp);
5269                         } else {
5270                                 bqrelse(bp);
5271                         }
5272                 }
5273                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5274                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
5275                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5276                 if (i == count - 1 && lpart) {
5277                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5278                         if (m->valid != 0 &&
5279                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5280                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5281                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5282                 }
5283 next_page:;
5284         }
5285 end_pages:
5286
5287         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5288         redo = false;
5289         for (i = 0; i < count; i++) {
5290                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
5291                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
5292
5293                 /*
5294                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5295                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5296                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5297                  * relinguish, they could have been invalidated.
5298                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5299                  *
5300                  * Note that the last page is made fully valid in the
5301                  * read loop, and partial validity for the page at
5302                  * index count - 1 could mean that the page was
5303                  * invalidated or removed, so we must restart for
5304                  * safety as well.
5305                  */
5306                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5307                         redo = true;
5308         }
5309         if (redo && error == 0)
5310                 goto again;
5311         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5312         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5313 }
5314
5315 #include "opt_ddb.h"
5316 #ifdef DDB
5317 #include <ddb/ddb.h>
5318
5319 /* DDB command to show buffer data */
5320 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5321 {
5322         /* get args */
5323         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5324 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5325         uint32_t i, j;
5326 #endif
5327
5328         if (!have_addr) {
5329                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5330                 return;
5331         }
5332
5333         db_printf("buf at %p\n", bp);
5334         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5335             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5336             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5337         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5338             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5339             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5340         db_printf(
5341             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5342             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5343             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5344             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5345             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5346             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5347         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5348             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5349         if (bp->b_npages) {
5350                 int i;
5351                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5352                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5353                         vm_page_t m;
5354                         m = bp->b_pages[i];
5355                         if (m != NULL)
5356                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5357                                     (u_long)m->pindex,
5358                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5359                         else
5360                                 db_printf("( ??? )");
5361                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5362                                 db_printf(",");
5363                 }
5364                 db_printf("\n");
5365         }
5366         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5367 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5368         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5369
5370         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5371         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5372                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5373                         continue;
5374                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5375                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5376         }
5377 #elif defined(BUF_TRACKING)
5378         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5379 #endif
5380         db_printf(" ");
5381 }
5382
5383 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5384 {
5385         struct bufdomain *bd;
5386         struct buf *bp;
5387         long total;
5388         int i, j, cnt;
5389
5390         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5391
5392         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5393                 bd = &bdomain[i];
5394                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5395                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5396                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5397                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5398                 db_printf("\n");
5399                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5400                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5401                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5402                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5403                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5404                 db_printf("\n");
5405                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5406                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5407                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5408                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5409                 db_printf("\n");
5410                 total = 0;
5411                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5412                         total += bp->b_bufsize;
5413                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5414                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5415                 total = 0;
5416                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5417                         total += bp->b_bufsize;
5418                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5419                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5420                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5421                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5422                 db_printf("\tCPU ");
5423                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5424                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5425                 db_printf("\n");
5426                 cnt = 0;
5427                 total = 0;
5428                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5429                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5430                                 cnt++;
5431                                 total += buf[j].b_bufsize;
5432                         }
5433                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5434                 cnt = 0;
5435                 total = 0;
5436                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5437                         if (buf[j].b_domain == i) {
5438                                 cnt++;
5439                                 total += buf[j].b_bufsize;
5440                         }
5441                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5442         }
5443 }
5444
5445 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5446 {
5447         struct buf *bp;
5448         int i;
5449
5450         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5451                 bp = &buf[i];
5452                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5453                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5454                         db_printf("\n");
5455                         if (db_pager_quit)
5456                                 break;
5457                 }
5458         }
5459 }
5460
5461 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5462 {
5463         struct vnode *vp;
5464         struct buf *bp;
5465
5466         if (!have_addr) {
5467                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5468                 return;
5469         }
5470         vp = (struct vnode *)addr;
5471         db_printf("Clean buffers:\n");
5472         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5473                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5474                 db_printf("\n");
5475         }
5476         db_printf("Dirty buffers:\n");
5477         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5478                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5479                 db_printf("\n");
5480         }
5481 }
5482
5483 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5484 {
5485         struct buf *bp;
5486         int i, used = 0, nfree = 0;
5487
5488         if (have_addr) {
5489                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5490                 return;
5491         }
5492
5493         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5494                 bp = &buf[i];
5495                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5496                         nfree++;
5497                 else
5498                         used++;
5499         }
5500
5501         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5502             nfree + used);
5503         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5504 }
5505 #endif /* DDB */