]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
ptrace: Clear TDB_BORN during PT_DETACH.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
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 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/asan.h>
51 #include <sys/bio.h>
52 #include <sys/bitset.h>
53 #include <sys/conf.h>
54 #include <sys/counter.h>
55 #include <sys/buf.h>
56 #include <sys/devicestat.h>
57 #include <sys/eventhandler.h>
58 #include <sys/fail.h>
59 #include <sys/ktr.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/refcount.h>
70 #include <sys/resourcevar.h>
71 #include <sys/rwlock.h>
72 #include <sys/smp.h>
73 #include <sys/sysctl.h>
74 #include <sys/syscallsubr.h>
75 #include <sys/vmem.h>
76 #include <sys/vmmeter.h>
77 #include <sys/vnode.h>
78 #include <sys/watchdog.h>
79 #include <geom/geom.h>
80 #include <vm/vm.h>
81 #include <vm/vm_param.h>
82 #include <vm/vm_kern.h>
83 #include <vm/vm_object.h>
84 #include <vm/vm_page.h>
85 #include <vm/vm_pageout.h>
86 #include <vm/vm_pager.h>
87 #include <vm/vm_extern.h>
88 #include <vm/vm_map.h>
89 #include <vm/swap_pager.h>
90
91 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
92
93 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
94
95 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
96         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
97         .bop_write      =       bufwrite,
98         .bop_strategy   =       bufstrategy,
99         .bop_sync       =       bufsync,
100         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
101 };
102
103 struct bufqueue {
104         struct mtx_padalign     bq_lock;
105         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
106         uint8_t                 bq_index;
107         uint16_t                bq_subqueue;
108         int                     bq_len;
109 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
110
111 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
112 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
113 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
115
116 struct bufdomain {
117         struct bufqueue *bd_subq;
118         struct bufqueue bd_dirtyq;
119         struct bufqueue *bd_cleanq;
120         struct mtx_padalign bd_run_lock;
121         /* Constants */
122         long            bd_maxbufspace;
123         long            bd_hibufspace;
124         long            bd_lobufspace;
125         long            bd_bufspacethresh;
126         int             bd_hifreebuffers;
127         int             bd_lofreebuffers;
128         int             bd_hidirtybuffers;
129         int             bd_lodirtybuffers;
130         int             bd_dirtybufthresh;
131         int             bd_lim;
132         /* atomics */
133         int             bd_wanted;
134         bool            bd_shutdown;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
137         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
139 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
140
141 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
142 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
145 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
146 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
149
150 static char *buf;               /* buffer header pool */
151 static struct buf *
152 nbufp(unsigned i)
153 {
154         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
155             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
156 }
157
158 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
159
160 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
161 struct proc *bufdaemonproc;
162
163 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
164 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
165                 vm_offset_t to);
166 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
167 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
168                 vm_page_t m);
169 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
170 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
171 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
172 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
173 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
174 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
175                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
176 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
177                 void (*)(struct buf *));
178 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
179 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
180 static void buf_daemon(void);
181 static __inline void bd_wakeup(void);
182 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
183 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
184 static void bufkva_free(struct buf *);
185 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
186 static void buf_release(void *, void **, int);
187 static void maxbcachebuf_adjust(void);
188 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
189 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
190 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
191 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
192 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
193             const char *lockname);
194 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
195 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
196 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
197 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
198
199 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200 int vmiodirenable = TRUE;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
202     "Use the VM system for directory writes");
203 long runningbufspace;
204 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
205     "Amount of presently outstanding async buffer io");
206 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
207     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
208 static counter_u64_t bufkvaspace;
209 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
210     "Kernel virtual memory used for buffers");
211 static long maxbufspace;
212 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
213     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
214     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
215     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
216 static long bufmallocspace;
217 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
218     "Amount of malloced memory for buffers");
219 static long maxbufmallocspace;
220 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
221     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
222 static long lobufspace;
223 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
224     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
225     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
226     "Minimum amount of buffers we want to have");
227 long hibufspace;
228 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
229     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
230     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
231     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
232 long bufspacethresh;
233 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
234     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
235     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
236     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
237 static counter_u64_t buffreekvacnt;
238 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
239     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
240 static counter_u64_t bufdefragcnt;
241 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
242     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
243 static long lorunningspace;
244 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
245     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
246     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
247 static long hirunningspace;
248 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
249     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
250     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
251 int dirtybufferflushes;
252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
253     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
254 int bdwriteskip;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
256     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
257 int altbufferflushes;
258 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
259     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
260 static int recursiveflushes;
261 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
262     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
263 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
264 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
265     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
266     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
267 static int lodirtybuffers;
268 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
269     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
270     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
271     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
272 static int hidirtybuffers;
273 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
274     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
275     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
276     "When the number of dirty buffers is considered severe");
277 int dirtybufthresh;
278 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
279     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
280     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
281     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
282 static int numfreebuffers;
283 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
284     "Number of free buffers");
285 static int lofreebuffers;
286 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
287     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
288     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
289    "Target number of free buffers");
290 static int hifreebuffers;
291 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
292     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
293     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
294    "Threshold for clean buffer recycling");
295 static counter_u64_t getnewbufcalls;
296 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
297    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
298 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
299 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
300     &getnewbufrestarts,
301     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
302 static counter_u64_t mappingrestarts;
303 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
304     &mappingrestarts,
305     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
306     "unmapped buffer");
307 static counter_u64_t numbufallocfails;
308 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
309     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
310 static int flushbufqtarget = 100;
311 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
312     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
313 static counter_u64_t notbufdflushes;
314 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
315     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
316 static long barrierwrites;
317 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
318     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
319 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
320     &unmapped_buf_allowed, 0,
321     "Permit the use of the unmapped i/o");
322 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
323 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
324     "Maximum size of a buffer cache block");
325
326 /*
327  * This lock synchronizes access to bd_request.
328  */
329 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
330
331 /*
332  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
333  * waitrunningbufspace().
334  */
335 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
336
337 /*
338  * Lock that protects bdirtywait.
339  */
340 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
341
342 /*
343  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
344  */
345 static bool bd_shutdown;
346
347 /*
348  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
349  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
350  * is idling.
351  */
352 static int bd_request;
353
354 /*
355  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
356  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
357  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
358  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
359  */
360 static int bd_speedupreq;
361
362 /*
363  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
364  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
365  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
366  */
367 static int runningbufreq;
368
369 /*
370  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
371  */
372 static int bdirtywait;
373
374 /*
375  * Definitions for the buffer free lists.
376  */
377 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
378 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
379 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
380 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
381 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
382
383 /* Maximum number of buffer domains. */
384 #define BUF_DOMAINS     8
385
386 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
387 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
388
389 /* Configured number of clean queues. */
390 static int __read_mostly buf_domains;
391
392 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
393 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
394 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
395
396 /*
397  * per-cpu empty buffer cache.
398  */
399 uma_zone_t buf_zone;
400
401 static int
402 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
403 {
404         long value;
405         int error;
406
407         value = *(long *)arg1;
408         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
409         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
410                 return (error);
411         mtx_lock(&rbreqlock);
412         if (arg1 == &hirunningspace) {
413                 if (value < lorunningspace)
414                         error = EINVAL;
415                 else
416                         hirunningspace = value;
417         } else {
418                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
419                     ("%s: unknown arg1", __func__));
420                 if (value > hirunningspace)
421                         error = EINVAL;
422                 else
423                         lorunningspace = value;
424         }
425         mtx_unlock(&rbreqlock);
426         return (error);
427 }
428
429 static int
430 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
431 {
432         int error;
433         int value;
434         int i;
435
436         value = *(int *)arg1;
437         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
438         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
439                 return (error);
440         *(int *)arg1 = value;
441         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
442                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
443                     value / buf_domains;
444
445         return (error);
446 }
447
448 static int
449 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
450 {
451         long value;
452         int error;
453         int i;
454
455         value = *(long *)arg1;
456         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
457         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
458                 return (error);
459         *(long *)arg1 = value;
460         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
461                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
462                     value / buf_domains;
463
464         return (error);
465 }
466
467 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
468     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
469 static int
470 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
471 {
472         long lvalue;
473         int ivalue;
474         int i;
475
476         lvalue = 0;
477         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
478                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
479         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
480                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
481         if (lvalue > INT_MAX)
482                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
483                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
484         ivalue = lvalue;
485         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
486 }
487 #else
488 static int
489 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
490 {
491         long lvalue;
492         int i;
493
494         lvalue = 0;
495         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
496                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
497         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
498 }
499 #endif
500
501 static int
502 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
503 {
504         int value;
505         int i;
506
507         value = 0;
508         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
509                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
510         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
511 }
512
513 /*
514  *      bdirtywakeup:
515  *
516  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
517  */
518 static void
519 bdirtywakeup(void)
520 {
521         mtx_lock(&bdirtylock);
522         if (bdirtywait) {
523                 bdirtywait = 0;
524                 wakeup(&bdirtywait);
525         }
526         mtx_unlock(&bdirtylock);
527 }
528
529 /*
530  *      bd_clear:
531  *
532  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
533  *      is decremented.
534  */
535 static void
536 bd_clear(struct bufdomain *bd)
537 {
538
539         mtx_lock(&bdirtylock);
540         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
541                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
542         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
543                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
544         mtx_unlock(&bdirtylock);
545 }
546
547 /*
548  *      bd_set:
549  *
550  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
551  *      is incremented.
552  */
553 static void
554 bd_set(struct bufdomain *bd)
555 {
556
557         mtx_lock(&bdirtylock);
558         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
559                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
560         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
561                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
562         mtx_unlock(&bdirtylock);
563 }
564
565 /*
566  *      bdirtysub:
567  *
568  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
569  *      threads blocked in bwillwrite().
570  */
571 static void
572 bdirtysub(struct buf *bp)
573 {
574         struct bufdomain *bd;
575         int num;
576
577         bd = bufdomain(bp);
578         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
579         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
580                 bdirtywakeup();
581         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
582                 bd_clear(bd);
583 }
584
585 /*
586  *      bdirtyadd:
587  *
588  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
589  *      daemon if needed.
590  */
591 static void
592 bdirtyadd(struct buf *bp)
593 {
594         struct bufdomain *bd;
595         int num;
596
597         /*
598          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
599          * buf daemon will keep running until the condition clears.
600          */
601         bd = bufdomain(bp);
602         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
603         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
604                 bd_wakeup();
605         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
606                 bd_set(bd);
607 }
608
609 /*
610  *      bufspace_daemon_wakeup:
611  *
612  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
613  */
614 static void
615 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
616 {
617
618         /*
619          * avoid the lock if the daemon is running.
620          */
621         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
622                 BD_RUN_LOCK(bd);
623                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
624                 wakeup(&bd->bd_running);
625                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
626         }
627 }
628
629 /*
630  *      bufspace_adjust:
631  *
632  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
633  *      waking any waiters.
634  */
635 static void
636 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
637 {
638         struct bufdomain *bd;
639         long space;
640         int diff;
641
642         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
643             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
644         bd = bufdomain(bp);
645         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
646         if (diff < 0) {
647                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
648         } else if (diff > 0) {
649                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
650                 /* Wake up the daemon on the transition. */
651                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
652                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
653                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
654         }
655         bp->b_bufsize = bufsize;
656 }
657
658 /*
659  *      bufspace_reserve:
660  *
661  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
662  *      different space limit than data.
663  */
664 static int
665 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
666 {
667         long limit, new;
668         long space;
669
670         if (metadata)
671                 limit = bd->bd_maxbufspace;
672         else
673                 limit = bd->bd_hibufspace;
674         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
675         new = space + size;
676         if (new > limit) {
677                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
678                 return (ENOSPC);
679         }
680
681         /* Wake up the daemon on the transition. */
682         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
683                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
684
685         return (0);
686 }
687
688 /*
689  *      bufspace_release:
690  *
691  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
692  */
693 static void
694 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
695 {
696
697         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
698 }
699
700 /*
701  *      bufspace_wait:
702  *
703  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
704  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
705  *      operation must be re-tried on return.
706  */
707 static void
708 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
709     int slpflag, int slptimeo)
710 {
711         struct thread *td;
712         int error, fl, norunbuf;
713
714         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
715                 return;
716
717         td = curthread;
718         BD_LOCK(bd);
719         while (bd->bd_wanted) {
720                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
721                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
722                         BD_UNLOCK(bd);
723                         /*
724                          * getblk() is called with a vnode locked, and
725                          * some majority of the dirty buffers may as
726                          * well belong to the vnode.  Flushing the
727                          * buffers there would make a progress that
728                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
729                          * cannot lock the vnode.
730                          */
731                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
732                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
733
734                         /*
735                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
736                          * may be called while the thread owns lock
737                          * for another dirty buffer for the same
738                          * vnode, which makes it impossible to use
739                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
740                          * recursion.
741                          */
742                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
743                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
744                         td->td_pflags &= norunbuf;
745                         BD_LOCK(bd);
746                         if (fl != 0)
747                                 continue;
748                         if (bd->bd_wanted == 0)
749                                 break;
750                 }
751                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
752                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
753                 if (error != 0)
754                         break;
755         }
756         BD_UNLOCK(bd);
757 }
758
759 static void
760 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
761 {
762         struct bufdomain *bd = arg;
763         int error;
764
765         if (KERNEL_PANICKED())
766                 return;
767
768         BD_RUN_LOCK(bd);
769         bd->bd_shutdown = true;
770         wakeup(&bd->bd_running);
771         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
772             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
773         BD_RUN_UNLOCK(bd);
774         if (error != 0)
775                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
776 }
777
778 /*
779  *      bufspace_daemon:
780  *
781  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
782  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
783  *      block nor work to reclaim buffers.
784  */
785 static void
786 bufspace_daemon(void *arg)
787 {
788         struct bufdomain *bd = arg;
789
790         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
791             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
792
793         BD_RUN_LOCK(bd);
794         while (!bd->bd_shutdown) {
795                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
796
797                 /*
798                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
799                  * targets.
800                  *
801                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
802                  * when some free buffer headers and space are always
803                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
804                  * the excessive blocking and synchronization associated
805                  * with shortfall.  It goes through three phases according
806                  * demand:
807                  *
808                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
809                  *      during idle periods when the counters are below
810                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
811                  *
812                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
813                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
814                  *      slightly according to the rate of consumption and
815                  *      release.
816                  *
817                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
818                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
819                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
820                  *      until we return to condition 2.
821                  */
822                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
823                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
824                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
825                                 if (bd_flushall(bd))
826                                         continue;
827                                 /*
828                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
829                                  * buffers.  This is possible in particular
830                                  * because softdep may held many bufs locked
831                                  * pending writes to other bufs which are
832                                  * marked for delayed write, exhausting
833                                  * clean space until they are written.
834                                  */
835                                 bd_speedup();
836                                 BD_LOCK(bd);
837                                 if (bd->bd_wanted) {
838                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
839                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
840                                 } else
841                                         BD_UNLOCK(bd);
842                         }
843                         maybe_yield();
844                 }
845
846                 /*
847                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
848                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
849                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
850                  * freebuffers prior to checking bd_running.
851                  */
852                 BD_RUN_LOCK(bd);
853                 if (bd->bd_shutdown)
854                         break;
855                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
856                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
857                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
858                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
859                             PRIBIO, "-", hz);
860                 } else {
861                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
862                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
863                 }
864         }
865         wakeup(&bd->bd_shutdown);
866         BD_RUN_UNLOCK(bd);
867         kthread_exit();
868 }
869
870 /*
871  *      bufmallocadjust:
872  *
873  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
874  *      waking any waiters.
875  */
876 static void
877 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
878 {
879         int diff;
880
881         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
882             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
883         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
884         if (diff < 0)
885                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
886         else
887                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
888         bp->b_bufsize = bufsize;
889 }
890
891 /*
892  *      runningwakeup:
893  *
894  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
895  *      below lorunningspace.
896  */
897 static void
898 runningwakeup(void)
899 {
900
901         mtx_lock(&rbreqlock);
902         if (runningbufreq) {
903                 runningbufreq = 0;
904                 wakeup(&runningbufreq);
905         }
906         mtx_unlock(&rbreqlock);
907 }
908
909 /*
910  *      runningbufwakeup:
911  *
912  *      Decrement the outstanding write count according.
913  */
914 void
915 runningbufwakeup(struct buf *bp)
916 {
917         long space, bspace;
918
919         bspace = bp->b_runningbufspace;
920         if (bspace == 0)
921                 return;
922         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
923         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
924             space, bspace));
925         bp->b_runningbufspace = 0;
926         /*
927          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
928          * the threshold to falling below it.
929          */
930         if (space < lorunningspace)
931                 return;
932         if (space - bspace > lorunningspace)
933                 return;
934         runningwakeup();
935 }
936
937 /*
938  *      waitrunningbufspace()
939  *
940  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
941  *      running.  This routine is used in async-write situations to
942  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
943  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
944  *
945  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
946  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
947  *      caller's write has reached the device.
948  */
949 void
950 waitrunningbufspace(void)
951 {
952
953         mtx_lock(&rbreqlock);
954         while (runningbufspace > hirunningspace) {
955                 runningbufreq = 1;
956                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
957         }
958         mtx_unlock(&rbreqlock);
959 }
960
961 /*
962  *      vfs_buf_test_cache:
963  *
964  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
965  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
966  *      valid data.
967  */
968 static __inline void
969 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
970     vm_offset_t size, vm_page_t m)
971 {
972
973         /*
974          * This function and its results are protected by higher level
975          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
976          * validate pages.
977          */
978         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
979                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
980                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
981                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
982         }
983 }
984
985 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
986 static void
987 bd_wakeup(void)
988 {
989
990         mtx_lock(&bdlock);
991         if (bd_request == 0) {
992                 bd_request = 1;
993                 wakeup(&bd_request);
994         }
995         mtx_unlock(&bdlock);
996 }
997
998 /*
999  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1000  */
1001 static void
1002 maxbcachebuf_adjust(void)
1003 {
1004         int i;
1005
1006         /*
1007          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1008          */
1009         i = 2;
1010         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1011                 i *= 2;
1012         maxbcachebuf = i;
1013         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1014                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1015         if (maxbcachebuf > maxphys)
1016                 maxbcachebuf = maxphys;
1017         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1018                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1023  */
1024 void
1025 bd_speedup(void)
1026 {
1027         int needwake;
1028
1029         mtx_lock(&bdlock);
1030         needwake = 0;
1031         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1032                 needwake = 1;
1033         bd_speedupreq = 1;
1034         bd_request = 1;
1035         if (needwake)
1036                 wakeup(&bd_request);
1037         mtx_unlock(&bdlock);
1038 }
1039
1040 #ifdef __i386__
1041 #define TRANSIENT_DENOM 5
1042 #else
1043 #define TRANSIENT_DENOM 10
1044 #endif
1045
1046 /*
1047  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1048  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1049  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1050  * being reserved at this time.
1051  */
1052 caddr_t
1053 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1054 {
1055         int tuned_nbuf;
1056         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1057
1058 #ifdef KASAN
1059         /*
1060          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1061          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1062          */
1063         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1064             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1065 #endif
1066
1067         /*
1068          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1069          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1070          */
1071         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1072
1073         maxbcachebuf_adjust();
1074         /*
1075          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1076          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1077          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1078          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1079          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1080          * maxbcache bytes.
1081          *
1082          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1083          */
1084         if (nbuf == 0) {
1085                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1086
1087                 nbuf = 50;
1088                 if (physmem_est > 4096)
1089                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1090                             65536 / factor);
1091                 if (physmem_est > 65536)
1092                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1093                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1094
1095                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1096                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1097                 tuned_nbuf = 1;
1098         } else
1099                 tuned_nbuf = 0;
1100
1101         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1102         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1103         if (nbuf > maxbuf) {
1104                 if (!tuned_nbuf)
1105                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1106                             maxbuf);
1107                 nbuf = maxbuf;
1108         }
1109
1110         /*
1111          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1112          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1113          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1114          *
1115          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1116          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1117          * maximum buffer map extent on the platform.
1118          *
1119          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1120          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1121          * with ample KVA space.
1122          */
1123         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1124                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1125                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1126                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1127                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1128                         /*
1129                          * There is more KVA than memory.  Do not
1130                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1131                          * of maxbuf to transient map.
1132                          */
1133                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1134                 } else {
1135                         /*
1136                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1137                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1138                          * the buffer map to the transient bio map.
1139                          */
1140                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1141                         buf_sz -= biotmap_sz;
1142                 }
1143                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1144                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1145                 else
1146                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1147                 /*
1148                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1149                  * using the transient mapping.
1150                  */
1151                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1152                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1153                 if (tuned_nbuf)
1154                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1155         }
1156
1157         if (nswbuf == 0) {
1158                 /*
1159                  * Pager buffers are allocated for short periods, so scale the
1160                  * number of reserved buffers based on the number of CPUs rather
1161                  * than amount of memory.
1162                  */
1163                 nswbuf = min(nbuf / 4, 32 * mp_ncpus);
1164                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1165                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1166         }
1167
1168         /*
1169          * Reserve space for the buffer cache buffers
1170          */
1171         buf = (char *)v;
1172         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1173             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1174
1175         return (v);
1176 }
1177
1178 /*
1179  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1180  * references.
1181  */
1182 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1183
1184 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1185 void
1186 bufinit(void)
1187 {
1188         struct buf *bp;
1189         int i;
1190
1191         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1192             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1193             MAXBSIZE));
1194         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1195         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1196         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1197         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1198
1199         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1200
1201         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1202         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1203                 bp = nbufp(i);
1204                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1205                 bp->b_flags = B_INVAL;
1206                 bp->b_rcred = NOCRED;
1207                 bp->b_wcred = NOCRED;
1208                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1209                 bp->b_domain = -1;
1210                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1211                 bp->b_xflags = 0;
1212                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1213                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1214                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1215                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1216         }
1217
1218         /*
1219          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1220          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1221          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1222          * used by most other requests.  The differential is required to 
1223          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1224          *
1225          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1226          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1227          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1228          * PAGE_SIZE.
1229          */
1230         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1231         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1232         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1233         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1234
1235         /*
1236          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1237          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1238          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1239          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1240          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1241          * hirunningspace.
1242          */
1243         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1244             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1245         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1246
1247         /*
1248          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1249          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1250          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1251          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1252          * average (small) directories.
1253          */
1254         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1255
1256         /*
1257          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1258          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1259          */
1260         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1261         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1262         /*
1263          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1264          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1265          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1266          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1267          */
1268         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1269                 hidirtybuffers >>= 1;
1270         }
1271         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1272
1273         /*
1274          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1275          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1276          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1277          * on other cpus.
1278          *
1279          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1280          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1281          */
1282         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1283         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1284         numfreebuffers = nbuf;
1285
1286         /* Setup the kva and free list allocators. */
1287         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1288         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1289             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1290             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1291
1292         /*
1293          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1294          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1295          * concurrency but less accurate LRU.
1296          */
1297         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1298         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1299                 struct bufdomain *bd;
1300
1301                 bd = &bdomain[i];
1302                 bd_init(bd);
1303                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1304                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1305                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1306                 bd->bd_bufspace = 0;
1307                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1308                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1309                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1310                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1311                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1312                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1313                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1314                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1315                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1316                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1317         }
1318         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1319         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1320         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1321         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1322         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1323         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1324         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1325         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1326 }
1327
1328 #ifdef INVARIANTS
1329 static inline void
1330 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1331 {
1332
1333         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1334             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1335         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1336             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1337         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1338             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1339 }
1340
1341 static inline void
1342 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1343 {
1344
1345         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1346             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1347 }
1348
1349 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1350 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1351 #else
1352 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1353 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1354 #endif
1355
1356 static int
1357 isbufbusy(struct buf *bp)
1358 {
1359         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1360             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1361                 return (1);
1362         return (0);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1367  */
1368 void
1369 bufshutdown(int show_busybufs)
1370 {
1371         static int first_buf_printf = 1;
1372         struct buf *bp;
1373         int i, iter, nbusy, pbusy;
1374 #ifndef PREEMPTION
1375         int subiter;
1376 #endif
1377
1378         /*
1379          * Sync filesystems for shutdown
1380          */
1381         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1382         kern_sync(curthread);
1383
1384         /*
1385          * With soft updates, some buffers that are
1386          * written will be remarked as dirty until other
1387          * buffers are written.
1388          */
1389         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1390                 nbusy = 0;
1391                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1392                         bp = nbufp(i);
1393                         if (isbufbusy(bp))
1394                                 nbusy++;
1395                 }
1396                 if (nbusy == 0) {
1397                         if (first_buf_printf)
1398                                 printf("All buffers synced.");
1399                         break;
1400                 }
1401                 if (first_buf_printf) {
1402                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1403                         first_buf_printf = 0;
1404                 }
1405                 printf("%d ", nbusy);
1406                 if (nbusy < pbusy)
1407                         iter = 0;
1408                 pbusy = nbusy;
1409
1410                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1411                 kern_sync(curthread);
1412
1413 #ifdef PREEMPTION
1414                 /*
1415                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1416                  */
1417                 DELAY(50000 * iter);
1418 #else
1419                 /*
1420                  * Context switch several times to allow interrupt
1421                  * threads to run.
1422                  */
1423                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1424                         thread_lock(curthread);
1425                         mi_switch(SW_VOL);
1426                         DELAY(1000);
1427                 }
1428 #endif
1429         }
1430         printf("\n");
1431         /*
1432          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1433          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1434          */
1435         nbusy = 0;
1436         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1437                 bp = nbufp(i);
1438                 if (isbufbusy(bp)) {
1439 #if 0
1440 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1441                         if (bp->b_dev == NULL) {
1442                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1443                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1444                                 continue;
1445                         }
1446 #endif
1447                         nbusy++;
1448                         if (show_busybufs > 0) {
1449                                 printf(
1450             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1451                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1452                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1453                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1454                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1455                                 if (show_busybufs > 1)
1456                                         vn_printf(bp->b_vp,
1457                                             "vnode content: ");
1458                         }
1459                 }
1460         }
1461         if (nbusy) {
1462                 /*
1463                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1464                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1465                  */
1466                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1467                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1468                 swapoff_all();
1469         } else {
1470                 if (!first_buf_printf)
1471                         printf("Final sync complete\n");
1472
1473                 /*
1474                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1475                  * the system as much as possible.  In particular, no
1476                  * I/O should be initiated from top levels since it
1477                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1478                  * erronously handled because other parts of the
1479                  * system are disabled.
1480                  *
1481                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1482                  * non-operational after unmount of the underlying
1483                  * filesystem.
1484                  */
1485                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1486                         swapoff_all();
1487                         vfs_unmountall();
1488                 }
1489         }
1490         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1491 }
1492
1493 static void
1494 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1495 {
1496
1497         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1498
1499         /*
1500          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1501          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1502          */
1503         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1504         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1505         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1506             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1507 }
1508
1509 static inline struct bufdomain *
1510 bufdomain(struct buf *bp)
1511 {
1512
1513         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1514 }
1515
1516 static struct bufqueue *
1517 bufqueue(struct buf *bp)
1518 {
1519
1520         switch (bp->b_qindex) {
1521         case QUEUE_NONE:
1522                 /* FALLTHROUGH */
1523         case QUEUE_SENTINEL:
1524                 return (NULL);
1525         case QUEUE_EMPTY:
1526                 return (&bqempty);
1527         case QUEUE_DIRTY:
1528                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1529         case QUEUE_CLEAN:
1530                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1531         default:
1532                 break;
1533         }
1534         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1535 }
1536
1537 /*
1538  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1539  */
1540 static struct bufqueue *
1541 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1542 {
1543         struct bufqueue *bq, *nbq;
1544
1545         /*
1546          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1547          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1548          * if the queues don't match.
1549          */
1550         bq = bufqueue(bp);
1551         BQ_LOCK(bq);
1552         for (;;) {
1553                 nbq = bufqueue(bp);
1554                 if (bq == nbq)
1555                         break;
1556                 BQ_UNLOCK(bq);
1557                 BQ_LOCK(nbq);
1558                 bq = nbq;
1559         }
1560         return (bq);
1561 }
1562
1563 /*
1564  *      binsfree:
1565  *
1566  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1567  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1568  */
1569 static void
1570 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1571 {
1572         struct bufdomain *bd;
1573         struct bufqueue *bq;
1574
1575         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1576             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1577         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1578
1579         /*
1580          * Handle delayed bremfree() processing.
1581          */
1582         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1583                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1584                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1585                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1586                         BUF_UNLOCK(bp);
1587                         return;
1588                 }
1589                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1590                 bq_remove(bq, bp);
1591                 BQ_UNLOCK(bq);
1592         }
1593         bd = bufdomain(bp);
1594         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1595                 if (bd->bd_lim != 0)
1596                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1597                 else
1598                         bq = bd->bd_cleanq;
1599         } else
1600                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1601         bq_insert(bq, bp, true);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * buf_free:
1606  *
1607  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1608  */
1609 static void
1610 buf_free(struct buf *bp)
1611 {
1612
1613         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1614                 bremfreef(bp);
1615         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1616                 panic("losing buffer 1");
1617         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1618                 crfree(bp->b_rcred);
1619                 bp->b_rcred = NOCRED;
1620         }
1621         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1622                 crfree(bp->b_wcred);
1623                 bp->b_wcred = NOCRED;
1624         }
1625         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1626                 buf_deallocate(bp);
1627         bufkva_free(bp);
1628         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1629         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1630         BUF_UNLOCK(bp);
1631         uma_zfree(buf_zone, bp);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * buf_import:
1636  *
1637  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1638  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1639  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1640  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1641  */
1642 static int
1643 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1644 {
1645         struct buf *bp;
1646         int i;
1647
1648         BQ_LOCK(&bqempty);
1649         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1650                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1651                 if (bp == NULL)
1652                         break;
1653                 bq_remove(&bqempty, bp);
1654                 store[i] = bp;
1655         }
1656         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1657
1658         return (i);
1659 }
1660
1661 /*
1662  * buf_release:
1663  *
1664  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1665  */
1666 static void
1667 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1668 {
1669         struct bufqueue *bq;
1670         struct buf *bp;
1671         int i;
1672
1673         bq = &bqempty;
1674         BQ_LOCK(bq);
1675         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1676                 bp = store[i];
1677                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1678                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1679                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1680                 bq->bq_len++;
1681                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1682         }
1683         BQ_UNLOCK(bq);
1684 }
1685
1686 /*
1687  * buf_alloc:
1688  *
1689  *      Allocate an empty buffer header.
1690  */
1691 static struct buf *
1692 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1693 {
1694         struct buf *bp;
1695         int freebufs, error;
1696
1697         /*
1698          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1699          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1700          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1701          */
1702         bp = NULL;
1703         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1704         if (freebufs > 0)
1705                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1706         if (bp == NULL) {
1707                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1708                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1709                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1710                 return (NULL);
1711         }
1712         /*
1713          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1714          */
1715         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1716                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1717
1718         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1719         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1720             error));
1721         (void)error;
1722
1723         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1724             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1725         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1726             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1727         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1728             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1729         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1730             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1731         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1732         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1733         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1734
1735         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1736         bp->b_flags = 0;
1737         bp->b_ioflags = 0;
1738         bp->b_xflags = 0;
1739         bp->b_vflags = 0;
1740         bp->b_vp = NULL;
1741         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1742         bp->b_offset = NOOFFSET;
1743         bp->b_iodone = 0;
1744         bp->b_error = 0;
1745         bp->b_resid = 0;
1746         bp->b_bcount = 0;
1747         bp->b_npages = 0;
1748         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1749         bp->b_bufobj = NULL;
1750         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1751         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1752         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1753         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1754         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1755
1756         return (bp);
1757 }
1758
1759 /*
1760  *      buf_recycle:
1761  *
1762  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1763  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1764  *      defragmenting.
1765  */
1766 static int
1767 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1768 {
1769         struct bufqueue *bq;
1770         struct buf *bp, *nbp;
1771
1772         if (kva)
1773                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1774         nbp = NULL;
1775         bq = bd->bd_cleanq;
1776         BQ_LOCK(bq);
1777         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1778             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1779         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1780
1781         /*
1782          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1783          * depending.
1784          */
1785         while ((bp = nbp) != NULL) {
1786                 /*
1787                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1788                  * release the bqlock).
1789                  */
1790                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1791
1792                 /*
1793                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1794                  * some kva to reclaim.
1795                  */
1796                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1797                         continue;
1798
1799                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1800                         continue;
1801
1802                 /*
1803                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1804                  * accessed buffers.
1805                  */
1806                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1807                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1808                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1809                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1810                         BUF_UNLOCK(bp);
1811                         continue;
1812                 }
1813
1814                 /*
1815                  * Skip buffers with background writes in progress.
1816                  */
1817                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1818                         BUF_UNLOCK(bp);
1819                         continue;
1820                 }
1821
1822                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1823                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1824                     bp->b_qindex, bp));
1825                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1826                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1827                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1828                 /*
1829                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1830                  * the scan from this point on.
1831                  */
1832                 bq_remove(bq, bp);
1833                 BQ_UNLOCK(bq);
1834
1835                 /*
1836                  * Requeue the background write buffer with error and
1837                  * restart the scan.
1838                  */
1839                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1840                         bqrelse(bp);
1841                         BQ_LOCK(bq);
1842                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1843                         continue;
1844                 }
1845                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1846                 brelse(bp);
1847                 return (0);
1848         }
1849         bd->bd_wanted = 1;
1850         BQ_UNLOCK(bq);
1851
1852         return (ENOBUFS);
1853 }
1854
1855 /*
1856  *      bremfree:
1857  *
1858  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1859  *
1860  */
1861 void
1862 bremfree(struct buf *bp)
1863 {
1864
1865         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1866         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1867             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1868         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1869             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1870         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1871
1872         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1873 }
1874
1875 /*
1876  *      bremfreef:
1877  *
1878  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1879  *      it abuses the b_freelist pointer.
1880  */
1881 void
1882 bremfreef(struct buf *bp)
1883 {
1884         struct bufqueue *bq;
1885
1886         bq = bufqueue_acquire(bp);
1887         bq_remove(bq, bp);
1888         BQ_UNLOCK(bq);
1889 }
1890
1891 static void
1892 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1893 {
1894
1895         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1896         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1897         bq->bq_len = 0;
1898         bq->bq_index = qindex;
1899         bq->bq_subqueue = subqueue;
1900 }
1901
1902 static void
1903 bd_init(struct bufdomain *bd)
1904 {
1905         int i;
1906
1907         /* Per-CPU clean buf queues, plus one global queue. */
1908         bd->bd_subq = mallocarray(mp_maxid + 2, sizeof(struct bufqueue),
1909             M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1910         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1911         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1912         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1913         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1914                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1915                     "bufq clean subqueue lock");
1916         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1917 }
1918
1919 /*
1920  *      bq_remove:
1921  *
1922  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1923  *      correct qlock held.
1924  */
1925 static void
1926 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1927 {
1928
1929         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1930             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1931         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1932             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1933         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1934             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1935
1936         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1937         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1938                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1939         }
1940         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1941             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1942         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1943         bq->bq_len--;
1944         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1945         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1946 }
1947
1948 static void
1949 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1950 {
1951         struct buf *bp;
1952
1953         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1954         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1955                 BD_LOCK(bd);
1956                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1957                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1958                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1959                             b_freelist);
1960                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1961                 }
1962                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1963                 bq->bq_len = 0;
1964         }
1965         if (bd->bd_wanted) {
1966                 bd->bd_wanted = 0;
1967                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1968         }
1969         if (bq != bd->bd_cleanq)
1970                 BD_UNLOCK(bd);
1971 }
1972
1973 static int
1974 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1975 {
1976         struct bufqueue *bq;
1977         int flushed;
1978         int i;
1979
1980         if (bd->bd_lim == 0)
1981                 return (0);
1982         flushed = 0;
1983         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1984                 bq = &bd->bd_subq[i];
1985                 if (bq->bq_len == 0)
1986                         continue;
1987                 BQ_LOCK(bq);
1988                 bd_flush(bd, bq);
1989                 BQ_UNLOCK(bq);
1990                 flushed++;
1991         }
1992
1993         return (flushed);
1994 }
1995
1996 static void
1997 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1998 {
1999         struct bufdomain *bd;
2000
2001         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2002                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2003
2004         bd = bufdomain(bp);
2005         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2006                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2007                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2008                         bq = bd->bd_cleanq;
2009                 BQ_LOCK(bq);
2010                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2011         } else {
2012                 BQ_LOCK(bq);
2013                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2014         }
2015         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2016         bq->bq_len++;
2017         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2018         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2019
2020         /*
2021          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2022          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2023          */
2024         if (unlock)
2025                 BUF_UNLOCK(bp);
2026
2027         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2028                 /*
2029                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2030                  */
2031                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2032                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2033                         bd_flush(bd, bq);
2034         }
2035         BQ_UNLOCK(bq);
2036 }
2037
2038 /*
2039  *      bufkva_free:
2040  *
2041  *      Free the kva allocation for a buffer.
2042  *
2043  */
2044 static void
2045 bufkva_free(struct buf *bp)
2046 {
2047
2048 #ifdef INVARIANTS
2049         if (bp->b_kvasize == 0) {
2050                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2051                     bp->b_data == unmapped_buf,
2052                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2053         } else if (buf_mapped(bp))
2054                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2055         else
2056                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2057 #endif
2058         if (bp->b_kvasize == 0)
2059                 return;
2060
2061         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2062         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2063         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2064         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2065         bp->b_kvasize = 0;
2066 }
2067
2068 /*
2069  *      bufkva_alloc:
2070  *
2071  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2072  */
2073 static int
2074 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2075 {
2076         vm_offset_t addr;
2077         int error;
2078
2079         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2080             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2081         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2082         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2083             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2084
2085         bufkva_free(bp);
2086
2087         addr = 0;
2088         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2089         if (error != 0) {
2090                 /*
2091                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2092                  * to defragment the map.
2093                  */
2094                 return (error);
2095         }
2096         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2097         bp->b_kvasize = maxsize;
2098         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2099         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2100                 bp->b_data = unmapped_buf;
2101                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2102         } else {
2103                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2104                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2105         }
2106         return (0);
2107 }
2108
2109 /*
2110  *      bufkva_reclaim:
2111  *
2112  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2113  *      callback that fires to avoid returning failure.
2114  */
2115 static void
2116 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2117 {
2118         bool done;
2119         int q;
2120         int i;
2121
2122         done = false;
2123         for (i = 0; i < 5; i++) {
2124                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2125                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2126                                 done = true;
2127                 if (done)
2128                         break;
2129         }
2130         return;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2135  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2136  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2137  */
2138 static void
2139 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2140     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2141 {
2142         struct buf *rabp;
2143         struct thread *td;
2144         int i;
2145
2146         td = curthread;
2147
2148         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2149                 if (inmem(vp, *rablkno))
2150                         continue;
2151                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2152                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2153                         brelse(rabp);
2154                         continue;
2155                 }
2156 #ifdef RACCT
2157                 if (racct_enable) {
2158                         PROC_LOCK(curproc);
2159                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2160                         PROC_UNLOCK(curproc);
2161                 }
2162 #endif /* RACCT */
2163                 td->td_ru.ru_inblock++;
2164                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2165                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2166                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2167                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2168                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2169                 }
2170                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2171                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2172                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2173                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2174                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2175                 BUF_KERNPROC(rabp);
2176                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2177                 bstrategy(rabp);
2178         }
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2183  *
2184  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2185  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2186  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2187  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2188  *
2189  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2190  *
2191  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2192  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2193  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2194  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2195  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2196  * for blkno and dblkno.
2197  */
2198 int
2199 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2200     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2201     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2202 {
2203         struct buf *bp;
2204         struct thread *td;
2205         int error, readwait, rv;
2206
2207         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2208         td = curthread;
2209         /*
2210          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2211          * are specified.
2212          */
2213         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2214         if (error != 0) {
2215                 *bpp = NULL;
2216                 return (error);
2217         }
2218         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2219             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2220             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2221         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2222         *bpp = bp;
2223
2224         /*
2225          * If not found in cache, do some I/O
2226          */
2227         readwait = 0;
2228         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2229 #ifdef RACCT
2230                 if (racct_enable) {
2231                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2232                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2233                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2234                 }
2235 #endif /* RACCT */
2236                 td->td_ru.ru_inblock++;
2237                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2238                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2239                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2240                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2241                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2242                 }
2243                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2244                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2245                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2246                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2247                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2248                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2249                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2250                 bstrategy(bp);
2251                 ++readwait;
2252         }
2253
2254         /*
2255          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2256          */
2257         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2258
2259         rv = 0;
2260         if (readwait) {
2261                 rv = bufwait(bp);
2262                 if (rv != 0) {
2263                         brelse(bp);
2264                         *bpp = NULL;
2265                 }
2266         }
2267         return (rv);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2272  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2273  * is invalid.
2274  *
2275  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2276  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2277  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2278  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2279  * here.
2280  */
2281 int
2282 bufwrite(struct buf *bp)
2283 {
2284         int oldflags;
2285         struct vnode *vp;
2286         long space;
2287         int vp_md;
2288
2289         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2290         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2291                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2292                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2293                 brelse(bp);
2294                 return (ENXIO);
2295         }
2296         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2297                 brelse(bp);
2298                 return (0);
2299         }
2300
2301         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2302                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2303
2304         oldflags = bp->b_flags;
2305
2306         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2307             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2308
2309         vp = bp->b_vp;
2310         if (vp)
2311                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2312         else
2313                 vp_md = 0;
2314
2315         /*
2316          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2317          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2318          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2319          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2320          */
2321         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2322         bundirty(bp);
2323
2324         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2325         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2326         bp->b_flags |= B_CACHE;
2327         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2328
2329         vfs_busy_pages(bp, 1);
2330
2331         /*
2332          * Normal bwrites pipeline writes
2333          */
2334         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2335         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2336
2337 #ifdef RACCT
2338         if (racct_enable) {
2339                 PROC_LOCK(curproc);
2340                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2341                 PROC_UNLOCK(curproc);
2342         }
2343 #endif /* RACCT */
2344         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2345         if (oldflags & B_ASYNC)
2346                 BUF_KERNPROC(bp);
2347         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2348         buf_track(bp, __func__);
2349         bstrategy(bp);
2350
2351         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2352                 int rtval = bufwait(bp);
2353                 brelse(bp);
2354                 return (rtval);
2355         } else if (space > hirunningspace) {
2356                 /*
2357                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2358                  * system.  We will not deadlock here because
2359                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2360                  * to complete. We do not block here if it is the update
2361                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2362                  * to deadlock.
2363                  */
2364                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2365                         waitrunningbufspace();
2366         }
2367
2368         return (0);
2369 }
2370
2371 void
2372 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2373 {
2374         struct buf *nbp;
2375         struct bufdomain *bd;
2376
2377         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2378         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2379                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2380                 altbufferflushes++;
2381         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2382                 BO_LOCK(bo);
2383                 /*
2384                  * Try to find a buffer to flush.
2385                  */
2386                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2387                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2388                             BUF_LOCK(nbp,
2389                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2390                                 continue;
2391                         if (bp == nbp)
2392                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2393                         BO_UNLOCK(bo);
2394                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2395                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2396                                 BO_LOCK(bo);
2397                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2398                                 continue;
2399                         }
2400                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2401                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2402                         } else {
2403                                 bremfree(nbp);
2404                                 bawrite(nbp);
2405                         }
2406                         dirtybufferflushes++;
2407                         break;
2408                 }
2409                 if (nbp == NULL)
2410                         BO_UNLOCK(bo);
2411         }
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2416  * anything if the buffer is marked invalid.
2417  *
2418  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2419  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2420  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2421  * out synchronously.
2422  */
2423 void
2424 bdwrite(struct buf *bp)
2425 {
2426         struct thread *td = curthread;
2427         struct vnode *vp;
2428         struct bufobj *bo;
2429
2430         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2431         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2432         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2433             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2434
2435         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2436                 brelse(bp);
2437                 return;
2438         }
2439
2440         /*
2441          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2442          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2443          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2444          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2445          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2446          */
2447         vp = bp->b_vp;
2448         bo = bp->b_bufobj;
2449         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2450                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2451                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2452                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2453         } else
2454                 recursiveflushes++;
2455
2456         bdirty(bp);
2457         /*
2458          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2459          * true even of NFS now.
2460          */
2461         bp->b_flags |= B_CACHE;
2462
2463         /*
2464          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2465          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2466          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2467          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2468          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2469          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2470          * the bmap then...  So, this is important to do.
2471          */
2472         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2473                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2474         }
2475
2476         buf_track(bp, __func__);
2477
2478         /*
2479          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2480          * pages.
2481          *
2482          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2483          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2484          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2485          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2486          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2487          * or perhaps the cluster will be completed.
2488          */
2489         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2490         bqrelse(bp);
2491
2492         /*
2493          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2494          * due to the softdep code.
2495          */
2496 }
2497
2498 /*
2499  *      bdirty:
2500  *
2501  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2502  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2503  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2504  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2505  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2506  *
2507  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2508  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2509  *      should only be called if the buffer is known-good.
2510  *
2511  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2512  *      count.
2513  *
2514  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2515  */
2516 void
2517 bdirty(struct buf *bp)
2518 {
2519
2520         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2521             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2522         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2523         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2524             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2525         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2526         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2527
2528         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2529                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2530                 reassignbuf(bp);
2531                 bdirtyadd(bp);
2532         }
2533 }
2534
2535 /*
2536  *      bundirty:
2537  *
2538  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2539  *
2540  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2541  *      count.
2542  *
2543  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2544  */
2545
2546 void
2547 bundirty(struct buf *bp)
2548 {
2549
2550         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2551         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2552         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2553             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2554
2555         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2556                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2557                 reassignbuf(bp);
2558                 bdirtysub(bp);
2559         }
2560         /*
2561          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2562          */
2563         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2564 }
2565
2566 /*
2567  *      bawrite:
2568  *
2569  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2570  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2571  *
2572  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2573  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2574  */
2575 void
2576 bawrite(struct buf *bp)
2577 {
2578
2579         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2580         (void) bwrite(bp);
2581 }
2582
2583 /*
2584  *      babarrierwrite:
2585  *
2586  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2587  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2588  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2589  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2590  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2591  */
2592 void
2593 babarrierwrite(struct buf *bp)
2594 {
2595
2596         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2597         (void) bwrite(bp);
2598 }
2599
2600 /*
2601  *      bbarrierwrite:
2602  *
2603  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2604  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2605  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2606  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2607  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2608  */
2609 int
2610 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2611 {
2612
2613         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2614         return (bwrite(bp));
2615 }
2616
2617 /*
2618  *      bwillwrite:
2619  *
2620  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2621  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2622  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2623  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2624  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2625  */
2626 void
2627 bwillwrite(void)
2628 {
2629
2630         if (buf_dirty_count_severe()) {
2631                 mtx_lock(&bdirtylock);
2632                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2633                         bdirtywait = 1;
2634                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2635                             "flswai", 0);
2636                 }
2637                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2638         }
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Return true if we have too many dirty buffers.
2643  */
2644 int
2645 buf_dirty_count_severe(void)
2646 {
2647
2648         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2649 }
2650
2651 /*
2652  *      brelse:
2653  *
2654  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2655  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2656  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2657  */
2658 void
2659 brelse(struct buf *bp)
2660 {
2661         struct mount *v_mnt;
2662         int qindex;
2663
2664         /*
2665          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2666          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2667          */
2668         if (bp == NULL)
2669                 return;
2670         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2671             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2672         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2673             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2674         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2675             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2676
2677         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2678                 /*
2679                  * Do not process, in particular, do not handle the
2680                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2681                  */
2682                 BUF_UNLOCK(bp);
2683                 return;
2684         }
2685
2686         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2687                 bqrelse(bp);
2688                 return;
2689         }
2690
2691         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2692                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2693         } else {
2694                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2695                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2696         }
2697
2698         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2699                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2700                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2701                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2702                 bdirty(bp);
2703         }
2704
2705         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2706             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2707                 /*
2708                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2709                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2710                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2711                  * freed.
2712                  */
2713                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2714                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2715         }
2716
2717         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2718             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2719             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2720                 /*
2721                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2722                  * means the device is gone) are treated as being
2723                  * transient.
2724                  *
2725                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2726                  * contract with the local storage device drivers is that
2727                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2728                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2729                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2730                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2731                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2732                  * this entire case should be made obsolete through better
2733                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2734                  *
2735                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2736                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2737                  * to access the buffer to untangle them.
2738                  *
2739                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2740                  */
2741                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2742                 bdirty(bp);
2743         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2744             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2745                 /*
2746                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2747                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2748                  * no longer present.
2749                  */
2750                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2751                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2752                         buf_deallocate(bp);
2753                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2754                         bdirtysub(bp);
2755                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2756                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2757                         allocbuf(bp, 0);
2758                         if (bp->b_vp)
2759                                 brelvp(bp);
2760                 }
2761         }
2762
2763         /*
2764          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2765          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2766          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2767          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2768          * 
2769          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2770          * if B_DELWRI is set.
2771          */
2772         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2773                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2774
2775         /*
2776          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2777          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2778          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2779          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2780          *
2781          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2782          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2783          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2784          *
2785          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2786          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2787          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2788          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2789          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2790          * background write.
2791          */
2792
2793         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2794
2795         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2796             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2797             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2798             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2799                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2800                 allocbuf(bp, 0);
2801         }
2802
2803         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2804             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2805                 allocbuf(bp, 0);
2806                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2807                 if (bp->b_vp != NULL)
2808                         brelvp(bp);
2809         }
2810
2811         /*
2812          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2813          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2814          * doesn't find it.
2815          */
2816         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2817             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2818                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2819         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2820                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2821                         bundirty(bp);
2822                 if (bp->b_vp)
2823                         brelvp(bp);
2824         }
2825
2826         buf_track(bp, __func__);
2827
2828         /* buffers with no memory */
2829         if (bp->b_bufsize == 0) {
2830                 buf_free(bp);
2831                 return;
2832         }
2833         /* buffers with junk contents */
2834         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2835             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2836                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2837                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2838                         panic("losing buffer 2");
2839                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2840                 bp->b_flags |= B_AGE;
2841         /* remaining buffers */
2842         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2843                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2844         else
2845                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2846
2847         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2848                 panic("brelse: not dirty");
2849
2850         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2851         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2852         /* binsfree unlocks bp. */
2853         binsfree(bp, qindex);
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2858  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2859  *
2860  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2861  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2862  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2863  * again soon.
2864  *
2865  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2866  */
2867 void
2868 bqrelse(struct buf *bp)
2869 {
2870         int qindex;
2871
2872         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2873         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2874             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2875
2876         qindex = QUEUE_NONE;
2877         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2878                 /* do not release to free list */
2879                 BUF_UNLOCK(bp);
2880                 return;
2881         }
2882         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2883         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2884
2885         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2886                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2887         } else {
2888                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2889                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2890         }
2891
2892         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2893                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2894                         bremfreef(bp);
2895                 goto out;
2896         }
2897
2898         /* buffers with stale but valid contents */
2899         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2900             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2901                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2902                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2903                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2904                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2905         } else {
2906                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2907                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2908                         panic("bqrelse: not dirty");
2909                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2910                         brelse(bp);
2911                         return;
2912                 }
2913                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2914         }
2915         buf_track(bp, __func__);
2916         /* binsfree unlocks bp. */
2917         binsfree(bp, qindex);
2918         return;
2919
2920 out:
2921         buf_track(bp, __func__);
2922         /* unlock */
2923         BUF_UNLOCK(bp);
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2928  * restore bogus pages.
2929  */
2930 static void
2931 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2932 {
2933         vm_ooffset_t foff;
2934         vm_page_t m;
2935         vm_object_t obj;
2936         struct vnode *vp __unused;
2937         int i, iosize, resid;
2938         bool bogus;
2939
2940         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2941         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2942             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2943             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2944
2945         vp = bp->b_vp;
2946         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2947         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2948
2949         foff = bp->b_offset;
2950         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2951             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2952
2953         bogus = false;
2954         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2955         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2956                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2957                 if (resid > iosize)
2958                         resid = iosize;
2959
2960                 /*
2961                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2962                  */
2963                 m = bp->b_pages[i];
2964                 if (m == bogus_page) {
2965                         bogus = true;
2966                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2967                         if (m == NULL)
2968                                 panic("biodone: page disappeared!");
2969                         bp->b_pages[i] = m;
2970                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2971                         /*
2972                          * In the write case, the valid and clean bits are
2973                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2974                          * only need to do this here in the read case.
2975                          */
2976                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2977                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2978                             "has unexpected dirty bits", m));
2979                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2980                 }
2981                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2982                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2983                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2984
2985                 vm_page_sunbusy(m);
2986                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2987                 iosize -= resid;
2988         }
2989         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2990         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2991                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2992                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2993                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2994         }
2995 }
2996
2997 /*
2998  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2999  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3000  */
3001 static void
3002 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3003 {
3004         vm_object_t obj;
3005         vm_page_t m;
3006         int flags, i, resid, poffset, presid;
3007
3008         if (buf_mapped(bp)) {
3009                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3010                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3011         } else
3012                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3013         /*
3014          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3015          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3016          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3017          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3018          *
3019          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3020          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3021          * m->dirty, etc...). 
3022          *
3023          * See man buf(9) for more information
3024          */
3025         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3026         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3027         resid = bp->b_bufsize;
3028         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3029         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3030         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3031                 m = bp->b_pages[i];
3032                 if (m == bogus_page)
3033                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3034                 bp->b_pages[i] = NULL;
3035
3036                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3037                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3038                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3039                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3040                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3041                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3042                 vm_page_sunbusy(m);
3043                 vm_page_release_locked(m, flags);
3044                 resid -= presid;
3045                 poffset = 0;
3046         }
3047         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3048         bp->b_npages = 0;
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3053  */
3054 static void
3055 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3056 {
3057         vm_object_t obj;
3058         vm_page_t m;
3059         int flags, i;
3060
3061         if (bp->b_npages == desiredpages)
3062                 return;
3063
3064         if (buf_mapped(bp)) {
3065                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3066                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3067                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3068         } else
3069                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3070
3071         /*
3072          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3073          */
3074         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3075         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3076                 flags |= VPR_TRYFREE;
3077                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3078                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3079         } else {
3080                 obj = NULL;
3081         }
3082         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3083                 m = bp->b_pages[i];
3084                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3085                 bp->b_pages[i] = NULL;
3086                 if (obj != NULL)
3087                         vm_page_release_locked(m, flags);
3088                 else
3089                         vm_page_release(m, flags);
3090         }
3091         if (obj != NULL)
3092                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3093         bp->b_npages = desiredpages;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3098  */
3099 static void
3100 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3101 {
3102         /*
3103          * We are growing the buffer, possibly in a 
3104          * byte-granular fashion.
3105          */
3106         vm_object_t obj;
3107         vm_offset_t toff;
3108         vm_offset_t tinc;
3109         vm_page_t m;
3110
3111         /*
3112          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3113          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3114          * are not valid for the range covered by the buffer.
3115          */
3116         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3117         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3118                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3119                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3120                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3121
3122                 /*
3123                  * We must allocate system pages since blocking
3124                  * here could interfere with paging I/O, no
3125                  * matter which process we are.
3126                  *
3127                  * Only exclusive busy can be tested here.
3128                  * Blocking on shared busy might lead to
3129                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3130                  * pages are vfs_busy_pages().
3131                  */
3132                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3133                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3134                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3135                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3136                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3137                 bp->b_npages = desiredpages;
3138         }
3139
3140         /*
3141          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3142          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3143          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3144          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3145          * aligned range ( newbsize ).
3146          *
3147          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3148          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3149          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3150          * fails with NFS if the server or some other client
3151          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3152          * B_CACHE may remain set! XXX
3153          */
3154         toff = bp->b_bcount;
3155         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3156         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3157                 vm_pindex_t pi;
3158
3159                 if (tinc > (size - toff))
3160                         tinc = size - toff;
3161                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3162                 m = bp->b_pages[pi];
3163                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3164                 toff += tinc;
3165                 tinc = PAGE_SIZE;
3166         }
3167
3168         /*
3169          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3170          */
3171         if (buf_mapped(bp))
3172                 bpmap_qenter(bp);
3173         else
3174                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3179  * write.
3180  */
3181 static int
3182 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3183 {
3184         struct buf *bpa;
3185         int match;
3186
3187         match = 0;
3188
3189         /* If the buf isn't in core skip it */
3190         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3191                 return (0);
3192
3193         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3194         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3195                 return (0);
3196
3197         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3198         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3199             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3200                 goto done;
3201
3202         if (bpa->b_bufsize != size)
3203                 goto done;
3204
3205         /*
3206          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3207          * block has been mapped.
3208          */
3209         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3210                 match = 1;
3211 done:
3212         BUF_UNLOCK(bpa);
3213         return (match);
3214 }
3215
3216 /*
3217  *      vfs_bio_awrite:
3218  *
3219  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3220  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3221  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3222  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3223  */
3224 int
3225 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3226 {
3227         struct bufobj *bo;
3228         int i;
3229         int j;
3230         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3231         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3232         int ncl;
3233         int nwritten;
3234         int size;
3235         int maxcl;
3236         int gbflags;
3237
3238         bo = &vp->v_bufobj;
3239         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3240         /*
3241          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3242          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3243          * rather then at the beginning.
3244          */
3245         if ((vp->v_type == VREG) && 
3246             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3247             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3248                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3249                 maxcl = maxphys / size;
3250
3251                 BO_RLOCK(bo);
3252                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3253                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3254                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3255                                 break;
3256
3257                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3258                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3259                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3260                                 break;
3261                 BO_RUNLOCK(bo);
3262                 --j;
3263                 ncl = i + j;
3264                 /*
3265                  * this is a possible cluster write
3266                  */
3267                 if (ncl != 1) {
3268                         BUF_UNLOCK(bp);
3269                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3270                             gbflags);
3271                         return (nwritten);
3272                 }
3273         }
3274         bremfree(bp);
3275         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3276         /*
3277          * default (old) behavior, writing out only one block
3278          *
3279          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3280          */
3281         nwritten = bp->b_bufsize;
3282         (void) bwrite(bp);
3283
3284         return (nwritten);
3285 }
3286
3287 /*
3288  *      getnewbuf_kva:
3289  *
3290  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3291  */
3292 static int
3293 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3294 {
3295
3296         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3297                 /*
3298                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3299                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3300                  */
3301                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3302
3303                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3304                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3305                         return (ENOSPC);
3306         }
3307         return (0);
3308 }
3309
3310 /*
3311  *      getnewbuf:
3312  *
3313  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3314  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3315  *
3316  *      We block if:
3317  *              We have insufficient buffer headers
3318  *              We have insufficient buffer space
3319  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3320  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3321  *
3322  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3323  *      allocbuf() is called.
3324  */
3325 static struct buf *
3326 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3327 {
3328         struct bufdomain *bd;
3329         struct buf *bp;
3330         bool metadata, reserved;
3331
3332         bp = NULL;
3333         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3334             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3335         if (!unmapped_buf_allowed)
3336                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3337
3338         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3339             vp->v_type == VCHR)
3340                 metadata = true;
3341         else
3342                 metadata = false;
3343         if (vp == NULL)
3344                 bd = &bdomain[0];
3345         else
3346                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3347
3348         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3349         reserved = false;
3350         do {
3351                 if (reserved == false &&
3352                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3353                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3354                         continue;
3355                 }
3356                 reserved = true;
3357                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3358                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3359                         continue;
3360                 }
3361                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3362                         return (bp);
3363                 break;
3364         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3365
3366         if (reserved)
3367                 bufspace_release(bd, maxsize);
3368         if (bp != NULL) {
3369                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3370                 brelse(bp);
3371         }
3372         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3373
3374         return (NULL);
3375 }
3376
3377 /*
3378  *      buf_daemon:
3379  *
3380  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3381  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3382  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3383  */
3384 static struct kproc_desc buf_kp = {
3385         "bufdaemon",
3386         buf_daemon,
3387         &bufdaemonproc
3388 };
3389 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3390
3391 static int
3392 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3393 {
3394         int flushed;
3395
3396         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3397         if (flushed == 0) {
3398                 /*
3399                  * Could not find any buffers without rollback
3400                  * dependencies, so just write the first one
3401                  * in the hopes of eventually making progress.
3402                  */
3403                 if (vp != NULL && target > 2)
3404                         target /= 2;
3405                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3406         }
3407         return (flushed);
3408 }
3409
3410 static void
3411 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3412 {
3413         int error;
3414
3415         if (KERNEL_PANICKED())
3416                 return;
3417
3418         mtx_lock(&bdlock);
3419         bd_shutdown = true;
3420         wakeup(&bd_request);
3421         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3422             60 * hz);
3423         mtx_unlock(&bdlock);
3424         if (error != 0)
3425                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3426 }
3427
3428 static void
3429 buf_daemon(void)
3430 {
3431         struct bufdomain *bd;
3432         int speedupreq;
3433         int lodirty;
3434         int i;
3435
3436         /*
3437          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3438          */
3439         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3440             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3441
3442         /*
3443          * Start the buf clean daemons as children threads.
3444          */
3445         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3446                 int error;
3447
3448                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3449                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3450                 if (error)
3451                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3452         }
3453
3454         /*
3455          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3456          */
3457         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3458         mtx_lock(&bdlock);
3459         while (!bd_shutdown) {
3460                 bd_request = 0;
3461                 mtx_unlock(&bdlock);
3462
3463                 /*
3464                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3465                  * requests.
3466                  */
3467                 speedupreq = bd_speedupreq;
3468                 bd_speedupreq = 0;
3469
3470                 /*
3471                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3472                  * the speedup request.
3473                  */
3474                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3475                         bd = &bdomain[i];
3476                         if (speedupreq)
3477                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3478                         else
3479                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3480                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3481                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3482                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3483                                         break;
3484                                 kern_yield(PRI_USER);
3485                         }
3486                 }
3487
3488                 /*
3489                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3490                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3491                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3492                  * built up, within reason.
3493                  *
3494                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3495                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3496                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3497                  */
3498                 mtx_lock(&bdlock);
3499                 if (bd_shutdown)
3500                         break;
3501                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3502                         /*
3503                          * We reached our low water mark, reset the
3504                          * request and sleep until we are needed again.
3505                          * The sleep is just so the suspend code works.
3506                          */
3507                         bd_request = 0;
3508                         /*
3509                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3510                          * changed via sysctl and the explicit transition
3511                          * out of shortfall was missed.
3512                          */
3513                         bdirtywakeup();
3514                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3515                                 runningwakeup();
3516                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3517                 } else {
3518                         /*
3519                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3520                          * still have too many dirty buffers, we
3521                          * have to sleep and try again.  (rare)
3522                          */
3523                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3524                 }
3525         }
3526         wakeup(&bd_shutdown);
3527         mtx_unlock(&bdlock);
3528         kthread_exit();
3529 }
3530
3531 /*
3532  *      flushbufqueues:
3533  *
3534  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3535  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3536  *      particularly sensitive to.
3537  */
3538 static int flushwithdeps = 0;
3539 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3540     &flushwithdeps, 0,
3541     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3542
3543 static int
3544 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3545     int flushdeps)
3546 {
3547         struct bufqueue *bq;
3548         struct buf *sentinel;
3549         struct vnode *vp;
3550         struct mount *mp;
3551         struct buf *bp;
3552         int hasdeps;
3553         int flushed;
3554         int error;
3555         bool unlock;
3556
3557         flushed = 0;
3558         bq = &bd->bd_dirtyq;
3559         bp = NULL;
3560         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3561         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3562         BQ_LOCK(bq);
3563         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3564         BQ_UNLOCK(bq);
3565         while (flushed != target) {
3566                 maybe_yield();
3567                 BQ_LOCK(bq);
3568                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3569                 if (bp != NULL) {
3570                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3571                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3572                             b_freelist);
3573                 } else {
3574                         BQ_UNLOCK(bq);
3575                         break;
3576                 }
3577                 /*
3578                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3579                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3580                  *
3581                  * Only flush the buffers that belong to the
3582                  * vnode locked by the curthread.
3583                  */
3584                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3585                     bp->b_vp != lvp)) {
3586                         BQ_UNLOCK(bq);
3587                         continue;
3588                 }
3589                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3590                 BQ_UNLOCK(bq);
3591                 if (error != 0)
3592                         continue;
3593
3594                 /*
3595                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3596                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3597                  */
3598                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3599                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3600                         BUF_UNLOCK(bp);
3601                         continue;
3602                 }
3603                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3604                         bremfreef(bp);
3605                         brelse(bp);
3606                         flushed++;
3607                         continue;
3608                 }
3609
3610                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3611                         if (flushdeps == 0) {
3612                                 BUF_UNLOCK(bp);
3613                                 continue;
3614                         }
3615                         hasdeps = 1;
3616                 } else
3617                         hasdeps = 0;
3618                 /*
3619                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3620                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3621                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3622                  * system.
3623                  *
3624                  * The lock order here is the reverse of the normal
3625                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3626                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3627                  */
3628                 vp = bp->b_vp;
3629                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3630                         BUF_UNLOCK(bp);
3631                         continue;
3632                 }
3633                 if (lvp == NULL) {
3634                         unlock = true;
3635                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3636                 } else {
3637                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3638                         unlock = false;
3639                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3640                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3641                 }
3642                 if (error == 0) {
3643                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3644                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3645                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3646                                 vfs_bio_awrite(bp);
3647                         } else {
3648                                 bremfree(bp);
3649                                 bwrite(bp);
3650                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3651                         }
3652                         vn_finished_write(mp);
3653                         if (unlock)
3654                                 VOP_UNLOCK(vp);
3655                         flushwithdeps += hasdeps;
3656                         flushed++;
3657
3658                         /*
3659                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3660                          * vnode lock leads to deadlock.
3661                          */
3662                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3663                             runningbufspace > hirunningspace)
3664                                 waitrunningbufspace();
3665                         continue;
3666                 }
3667                 vn_finished_write(mp);
3668                 BUF_UNLOCK(bp);
3669         }
3670         BQ_LOCK(bq);
3671         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3672         BQ_UNLOCK(bq);
3673         free(sentinel, M_TEMP);
3674         return (flushed);
3675 }
3676
3677 /*
3678  * Check to see if a block is currently memory resident.
3679  */
3680 struct buf *
3681 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3682 {
3683         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3684 }
3685
3686 /*
3687  * Returns true if no I/O is needed to access the
3688  * associated VM object.  This is like incore except
3689  * it also hunts around in the VM system for the data.
3690  */
3691 bool
3692 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3693 {
3694         vm_object_t obj;
3695         vm_offset_t toff, tinc, size;
3696         vm_page_t m, n;
3697         vm_ooffset_t off;
3698         int valid;
3699
3700         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3701
3702         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3703                 return (true);
3704         if (vp->v_mount == NULL)
3705                 return (false);
3706         obj = vp->v_object;
3707         if (obj == NULL)
3708                 return (false);
3709
3710         size = PAGE_SIZE;
3711         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3712                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3713         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3714
3715         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3716                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3717 recheck:
3718                 if (m == NULL)
3719                         return (false);
3720
3721                 tinc = size;
3722                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3723                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3724                 /*
3725                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3726                  * during the check.
3727                  */
3728                 valid = vm_page_is_valid(m,
3729                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3730                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3731                 if (m != n) {
3732                         m = n;
3733                         goto recheck;
3734                 }
3735                 if (!valid)
3736                         return (false);
3737         }
3738         return (true);
3739 }
3740
3741 /*
3742  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3743  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3744  * to the size of the buffer.
3745  *
3746  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3747  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3748  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3749  *
3750  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3751  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3752  */
3753 static void
3754 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3755 {
3756         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3757         vm_page_t m;
3758         int i;
3759
3760         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3761                 return;
3762
3763         foff = bp->b_offset;
3764         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3765             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3766
3767         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3768         vfs_setdirty_range(bp);
3769         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3770                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3771                 eoff = noff;
3772                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3773                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3774                 m = bp->b_pages[i];
3775                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3776                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3777                 foff = noff;
3778         }
3779         vfs_busy_pages_release(bp);
3780 }
3781
3782 static void
3783 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3784 {
3785         vm_offset_t boffset;
3786         vm_offset_t eoffset;
3787         int i;
3788
3789         /*
3790          * test the pages to see if they have been modified directly
3791          * by users through the VM system.
3792          */
3793         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3794                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3795
3796         /*
3797          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3798          * (eoffset - boffset) bytes.
3799          */
3800
3801         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3802                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3803                         break;
3804         }
3805         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3806
3807         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3808                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3809                         break;
3810                 }
3811         }
3812         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3813
3814         /*
3815          * Fit it to the buffer.
3816          */
3817
3818         if (eoffset > bp->b_bcount)
3819                 eoffset = bp->b_bcount;
3820
3821         /*
3822          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3823          * dirty range.
3824          */
3825
3826         if (boffset < eoffset) {
3827                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3828                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3829                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3830                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3831         }
3832 }
3833
3834 /*
3835  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3836  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3837  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3838  */
3839 static void
3840 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3841 {
3842         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3843         off_t offset;
3844
3845         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3846             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3847         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3848             bp->b_data == unmapped_buf &&
3849             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3850         if (!need_mapping && !need_kva)
3851                 return;
3852
3853         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3854
3855         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3856                 /*
3857                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3858                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3859                  * allocated space.
3860                  */
3861                 goto has_addr;
3862         }
3863
3864         /*
3865          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3866          * if the buffer was mapped.
3867          */
3868         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3869         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3870         offset = blkno * bsize;
3871         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3872         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3873
3874         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3875                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3876                         /*
3877                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3878                          * succeed, not sure what else to do.
3879                          */
3880                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3881                 }
3882                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3883                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3884         }
3885 has_addr:
3886         if (need_mapping) {
3887                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3888                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3889                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3890                 bpmap_qenter(bp);
3891         }
3892 }
3893
3894 struct buf *
3895 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3896     int flags)
3897 {
3898         struct buf *bp;
3899         int error;
3900
3901         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3902         if (error != 0)
3903                 return (NULL);
3904         return (bp);
3905 }
3906
3907 /*
3908  *      getblkx:
3909  *
3910  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3911  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3912  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3913  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3914  *      READ.
3915  *
3916  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3917  *      an existing buffer.
3918  *
3919  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3920  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3921  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3922  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3923  *
3924  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3925  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3926  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3927  *      backing VM.
3928  *
3929  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3930  *      B_CACHE bit is clear.
3931  *
3932  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3933  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3934  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3935  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3936  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3937  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3938  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3939  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3940  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3941  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3942  *
3943  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3944  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3945  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3946  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3947  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3948  *      for blkno and dblkno.
3949  */
3950 int
3951 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3952     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3953 {
3954         struct buf *bp;
3955         struct bufobj *bo;
3956         daddr_t d_blkno;
3957         int bsize, error, maxsize, vmio;
3958         off_t offset;
3959
3960         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3961         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3962             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3963         if (vp->v_type != VCHR)
3964                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3965         if (size > maxbcachebuf)
3966                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3967                     maxbcachebuf);
3968         if (!unmapped_buf_allowed)
3969                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3970
3971         bo = &vp->v_bufobj;
3972         d_blkno = dblkno;
3973
3974         /* Attempt lockless lookup first. */
3975         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3976         if (bp == NULL)
3977                 goto newbuf_unlocked;
3978
3979         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3980             0);
3981         if (error != 0)
3982                 goto loop;
3983
3984         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3985         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3986                 goto foundbuf_fastpath;
3987
3988         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3989         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3990
3991 loop:
3992         BO_RLOCK(bo);
3993         bp = gbincore(bo, blkno);
3994         if (bp != NULL) {
3995                 int lockflags;
3996
3997                 /*
3998                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3999                  * it must be on a queue.
4000                  */
4001                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4002                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4003 #ifdef WITNESS
4004                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4005 #endif
4006
4007                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4008                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4009
4010                 /*
4011                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4012                  * the buffer changed identities.
4013                  */
4014                 if (error == ENOLCK)
4015                         goto loop;
4016                 /* We timed out or were interrupted. */
4017                 else if (error != 0)
4018                         return (error);
4019
4020 foundbuf_fastpath:
4021                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4022                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4023                         goto end;
4024
4025                 /*
4026                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4027                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4028                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4029                  * backing VM cache.
4030                  */
4031                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4032                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4033                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4034                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4035                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4036                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4037                 else
4038                         bremfree(bp);
4039
4040                 /*
4041                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4042                  */
4043                 if (bp->b_bcount != size) {
4044                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4045                             (size > bp->b_kvasize)) {
4046                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4047                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4048                                         bwrite(bp);
4049                                 } else {
4050                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4051                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4052                                                 brelse(bp);
4053                                         } else {
4054                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4055                                                 bwrite(bp);
4056                                         }
4057                                 }
4058                                 goto loop;
4059                         }
4060                 }
4061
4062                 /*
4063                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4064                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4065                  * reservation is requested.
4066                  */
4067                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4068
4069                 /*
4070                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4071                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4072                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4073                  * unchanged from its previous state.
4074                  */
4075                 allocbuf(bp, size);
4076
4077                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4078                     ("getblk: no buffer offset"));
4079
4080                 /*
4081                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4082                  * be committed before we can return the buffer in
4083                  * order to prevent the caller from issuing a read
4084                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4085                  * it.
4086                  *
4087                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4088                  * operate properly either because they assume they
4089                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4090                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4091                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4092                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4093                  * preventing further loops.
4094                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4095                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4096                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4097                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4098                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4099                  * after the write.
4100                  *
4101                  * We might be able to do something fancy, like setting
4102                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4103                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4104                  * confusing.  This is much easier.
4105                  */
4106
4107                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4108                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4109                         bwrite(bp);
4110                         goto loop;
4111                 }
4112                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4113         } else {
4114                 /*
4115                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4116                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4117                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4118                  */
4119                 BO_RUNLOCK(bo);
4120 newbuf_unlocked:
4121                 /*
4122                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4123                  * here.
4124                  */
4125                 if (flags & GB_NOCREAT)
4126                         return (EEXIST);
4127
4128                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4129                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4130                 offset = blkno * bsize;
4131                 vmio = vp->v_object != NULL;
4132                 if (vmio) {
4133                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4134                 } else {
4135                         maxsize = size;
4136                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4137                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4138                 }
4139                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4140                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4141                     !vn_isdisk(vp)) {
4142                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4143                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4144                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4145                             vp));
4146                         if (error != 0)
4147                                 return (error);
4148                         if (d_blkno == -1)
4149                                 return (EJUSTRETURN);
4150                 }
4151
4152                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4153                 if (bp == NULL) {
4154                         if (slpflag || slptimeo)
4155                                 return (ETIMEDOUT);
4156                         /*
4157                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4158                          * enough to work under very low memory conditions.
4159                          *
4160                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4161                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4162                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4163                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4164                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4165                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4166                          * This never happens because we never yield.
4167                          *
4168                          * The real solution is to identify and fix these cases
4169                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4170                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4171                          */
4172                         kern_yield(PRI_USER);
4173                         goto loop;
4174                 }
4175
4176                 /*
4177                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4178                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4179                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4180                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4181                  * throw away the one we just created.
4182                  *
4183                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4184                  * with the vp especially considering limitations in
4185                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4186                  * lblkno's.
4187                  */
4188                 BO_LOCK(bo);
4189                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4190                         BO_UNLOCK(bo);
4191                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4192                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4193                         brelse(bp);
4194                         goto loop;
4195                 }
4196
4197                 /*
4198                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4199                  * be found by incore.
4200                  */
4201                 bp->b_lblkno = blkno;
4202                 bp->b_blkno = d_blkno;
4203                 bp->b_offset = offset;
4204                 bgetvp(vp, bp);
4205                 BO_UNLOCK(bo);
4206
4207                 /*
4208                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4209                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4210                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4211                  * backing store for validity.
4212                  */
4213
4214                 if (vmio) {
4215                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4216                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4217                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4218                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4219                 } else {
4220                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4221                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4222                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4223                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4224                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4225                 }
4226
4227                 allocbuf(bp, size);
4228                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4229                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4230         }
4231         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4232 end:
4233         buf_track(bp, __func__);
4234         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4235             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4236         *bpp = bp;
4237         return (0);
4238 }
4239
4240 /*
4241  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4242  * set to B_INVAL.
4243  */
4244 struct buf *
4245 geteblk(int size, int flags)
4246 {
4247         struct buf *bp;
4248         int maxsize;
4249
4250         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4251         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4252                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4253                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4254                         return (NULL);
4255         }
4256         allocbuf(bp, size);
4257         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4258         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4259         return (bp);
4260 }
4261
4262 /*
4263  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4264  */
4265 static void
4266 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4267 {
4268
4269         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4270                 /*
4271                  * malloced buffers are not shrunk
4272                  */
4273                 if (newbsize == 0) {
4274                         bufmallocadjust(bp, 0);
4275                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4276                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4277                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4278                 }
4279                 return;
4280         }
4281         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4282         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4283 }
4284
4285 /*
4286  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4287  */
4288 static void
4289 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4290 {
4291         caddr_t origbuf;
4292         int origbufsize;
4293
4294         /*
4295          * We only use malloced memory on the first allocation.
4296          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4297          * grows.
4298          *
4299          * There is a potential smp race here that could lead
4300          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4301          * is probably extremely rare and not worth worrying
4302          * over.
4303          */
4304         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4305             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4306                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4307                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4308                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4309                 return;
4310         }
4311
4312         /*
4313          * If the buffer is growing on its other-than-first
4314          * allocation then we revert to the page-allocation
4315          * scheme.
4316          */
4317         origbuf = NULL;
4318         origbufsize = 0;
4319         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4320                 origbuf = bp->b_data;
4321                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4322                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4323                 bufmallocadjust(bp, 0);
4324                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4325                 newbsize = round_page(newbsize);
4326         }
4327         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4328             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4329         if (origbuf != NULL) {
4330                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4331                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4332         }
4333         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4334 }
4335
4336 /*
4337  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4338  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4339  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4340  * resize a buffer up or down.
4341  *
4342  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4343  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4344  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4345  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4346  *
4347  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4348  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4349  */
4350 int
4351 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4352 {
4353         int newbsize;
4354
4355         if (bp->b_bcount == size)
4356                 return (1);
4357
4358         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4359             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4360             bp, bp->b_kvasize, size));
4361
4362         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4363         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4364                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4365                         newbsize = round_page(newbsize);
4366                 /*
4367                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4368                  * mess with B_CACHE.
4369                  */
4370                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4371                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4372                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4373                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4374         } else {
4375                 int desiredpages;
4376
4377                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4378                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4379
4380                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4381                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4382
4383                 /*
4384                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4385                  * 0-length.
4386                  */
4387                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4388                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4389
4390                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4391                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4392                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4393                 else if (size > bp->b_bcount)
4394                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4395                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4396         }
4397         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4398         return (1);
4399 }
4400
4401 extern int inflight_transient_maps;
4402
4403 static struct bio_queue nondump_bios;
4404
4405 void
4406 biodone(struct bio *bp)
4407 {
4408         struct mtx *mtxp;
4409         void (*done)(struct bio *);
4410         vm_offset_t start, end;
4411
4412         biotrack(bp, __func__);
4413
4414         /*
4415          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4416          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4417          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4418          * to keep the system usable after it has been resumed.
4419          */
4420         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4421                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4422                 return;
4423         }
4424         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4425                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4426                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4427                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4428                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4429                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4430                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4431                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4432                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4433         }
4434         done = bp->bio_done;
4435         if (done == NULL) {
4436                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4437                 mtx_lock(mtxp);
4438                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4439                 wakeup(bp);
4440                 mtx_unlock(mtxp);
4441         } else
4442                 done(bp);
4443 }
4444
4445 /*
4446  * Wait for a BIO to finish.
4447  */
4448 int
4449 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4450 {
4451         struct mtx *mtxp;
4452
4453         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4454         mtx_lock(mtxp);
4455         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4456                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4457         mtx_unlock(mtxp);
4458         if (bp->bio_error != 0)
4459                 return (bp->bio_error);
4460         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4461                 return (0);
4462         return (EIO);
4463 }
4464
4465 void
4466 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4467 {
4468
4469         if (error) {
4470                 bp->bio_error = error;
4471                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4472         }
4473         if (stat != NULL)
4474                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4475         biodone(bp);
4476 }
4477
4478 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4479 void
4480 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4481 {
4482
4483         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4484 }
4485 #endif
4486
4487 /*
4488  *      bufwait:
4489  *
4490  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4491  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4492  *      error and cleared.
4493  */
4494 int
4495 bufwait(struct buf *bp)
4496 {
4497         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4498                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4499         else
4500                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4501         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4502                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4503                 return (EINTR);
4504         }
4505         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4506                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4507         } else {
4508                 return (0);
4509         }
4510 }
4511
4512 /*
4513  *      bufdone:
4514  *
4515  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4516  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4517  *      not allowed.
4518  *
4519  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4520  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4521  *      assuming B_INVAL is clear.
4522  *
4523  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4524  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4525  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4526  *
4527  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4528  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4529  *      in the biodone routine.
4530  */
4531 void
4532 bufdone(struct buf *bp)
4533 {
4534         struct bufobj *dropobj;
4535         void    (*biodone)(struct buf *);
4536
4537         buf_track(bp, __func__);
4538         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4539         dropobj = NULL;
4540
4541         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4542
4543         runningbufwakeup(bp);
4544         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4545                 dropobj = bp->b_bufobj;
4546         /* call optional completion function if requested */
4547         if (bp->b_iodone != NULL) {
4548                 biodone = bp->b_iodone;
4549                 bp->b_iodone = NULL;
4550                 (*biodone) (bp);
4551                 if (dropobj)
4552                         bufobj_wdrop(dropobj);
4553                 return;
4554         }
4555         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4556                 /*
4557                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4558                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4559                  * routines.
4560                  */
4561                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4562                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4563                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4564                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4565                 vfs_vmio_iodone(bp);
4566         }
4567         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4568                 buf_complete(bp);
4569         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4570                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4571                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4572                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4573                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4574         }
4575         /*
4576          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4577          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4578          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4579          */
4580         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4581                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4582                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4583                         brelse(bp);
4584                 else
4585                         bqrelse(bp);
4586         } else
4587                 bdone(bp);
4588         if (dropobj)
4589                 bufobj_wdrop(dropobj);
4590 }
4591
4592 /*
4593  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4594  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4595  * consistent.
4596  */
4597 void
4598 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4599 {
4600         int i;
4601         vm_object_t obj;
4602         vm_page_t m;
4603
4604         runningbufwakeup(bp);
4605         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4606                 return;
4607
4608         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4609         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4610                 m = bp->b_pages[i];
4611                 if (m == bogus_page) {
4612                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4613                         if (!m)
4614                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4615                         bp->b_pages[i] = m;
4616                         if (buf_mapped(bp)) {
4617                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4618                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4619                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4620                         } else
4621                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4622                 }
4623                 vm_page_sunbusy(m);
4624         }
4625         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4626 }
4627
4628 /*
4629  * vfs_page_set_valid:
4630  *
4631  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4632  *      range is restricted to the buffer's size.
4633  *
4634  *      This routine is typically called after a read completes.
4635  */
4636 static void
4637 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4638 {
4639         vm_ooffset_t eoff;
4640
4641         /*
4642          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4643          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4644          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4645          * allocation size of the buffer.
4646          */
4647         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4648         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4649                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4650
4651         /*
4652          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4653          * entire page.
4654          */
4655         if (eoff > off)
4656                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4657 }
4658
4659 /*
4660  * vfs_page_set_validclean:
4661  *
4662  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4663  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4664  */
4665 static void
4666 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4667 {
4668         vm_ooffset_t soff, eoff;
4669
4670         /*
4671          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4672          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4673          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4674          * of the buffer.
4675          */
4676         soff = off;
4677         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4678         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4679                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4680
4681         /*
4682          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4683          * entire page.
4684          */
4685         if (eoff > soff) {
4686                 vm_page_set_validclean(
4687                     m,
4688                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4689                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4690                 );
4691         }
4692 }
4693
4694 /*
4695  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4696  */
4697 void
4698 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4699 {
4700         int i;
4701
4702         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4703                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4704 }
4705
4706 void
4707 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4708 {
4709         int i;
4710
4711         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4712                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4713 }
4714
4715 /*
4716  * This routine is called before a device strategy routine.
4717  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4718  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4719  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4720  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4721  * inconsistent.
4722  *
4723  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4724  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4725  * and should be ignored.
4726  */
4727 void
4728 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4729 {
4730         vm_object_t obj;
4731         vm_ooffset_t foff;
4732         vm_page_t m;
4733         int i;
4734         bool bogus;
4735
4736         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4737                 return;
4738
4739         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4740         foff = bp->b_offset;
4741         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4742             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4743         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4744                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4745                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4746         }
4747         if (bp->b_bufsize != 0)
4748                 vfs_setdirty_range(bp);
4749         bogus = false;
4750         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4751                 m = bp->b_pages[i];
4752                 vm_page_assert_sbusied(m);
4753
4754                 /*
4755                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4756                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4757                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4758                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4759                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4760                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4761                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4762                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4763                  * first place ).  The replacement prevents the read
4764                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4765                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4766                  * It may not work properly with small-block devices.
4767                  * We need to find a better way.
4768                  */
4769                 if (clear_modify) {
4770                         pmap_remove_write(m);
4771                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4772                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4773                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4774                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4775                         bogus = true;
4776                 }
4777                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4778         }
4779         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4780                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4781                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4782                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4783         }
4784 }
4785
4786 /*
4787  *      vfs_bio_set_valid:
4788  *
4789  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4790  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4791  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4792  *      page.
4793  */
4794 void
4795 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4796 {
4797         int i, n;
4798         vm_page_t m;
4799
4800         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4801                 return;
4802
4803         /*
4804          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4805          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4806          * first page that can be validated.
4807          */
4808         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4809         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4810
4811         /*
4812          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4813          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4814          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4815          * other page validation.
4816          */
4817         vfs_busy_pages_acquire(bp);
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                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4823                 base += n;
4824                 size -= n;
4825                 n = PAGE_SIZE;
4826         }
4827         vfs_busy_pages_release(bp);
4828 }
4829
4830 /*
4831  *      vfs_bio_clrbuf:
4832  *
4833  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4834  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4835  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4836  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4837  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4838  *
4839  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4840  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4841  */
4842 void
4843 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4844 {
4845         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4846
4847         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4848                 clrbuf(bp);
4849                 return;
4850         }
4851         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4852         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4853         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4854         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4855         slide = 0;
4856         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4857                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4858                 ea = slide & PAGE_MASK;
4859                 if (ea == 0)
4860                         ea = PAGE_SIZE;
4861                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4862                         continue;
4863                 j = sa / DEV_BSIZE;
4864                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4865                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4866                         continue;
4867                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4868                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4869                 else {
4870                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4871                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4872                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4873                                             sa, DEV_BSIZE);
4874                                 }
4875                         }
4876                 }
4877                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4878                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4879         }
4880         vfs_busy_pages_release(bp);
4881         bp->b_resid = 0;
4882 }
4883
4884 void
4885 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4886 {
4887         vm_page_t m;
4888         int i, n;
4889
4890         if (buf_mapped(bp)) {
4891                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4892                 bzero(bp->b_data + base, size);
4893         } else {
4894                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4895                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4896                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4897                         m = bp->b_pages[i];
4898                         if (n > size)
4899                                 n = size;
4900                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4901                         base += n;
4902                         size -= n;
4903                         n = PAGE_SIZE;
4904                 }
4905         }
4906 }
4907
4908 /*
4909  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4910  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4911  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4912  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4913  */
4914 static void
4915 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4916 {
4917
4918         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4919             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4920
4921         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4922                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4923         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4924                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4925         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4926                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4927                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4928                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4929                 if (release)
4930                         brelse(bp);
4931         } else if (release)
4932                 bqrelse(bp);
4933 }
4934
4935 void
4936 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4937 {
4938
4939         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4940 }
4941
4942 void
4943 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4944 {
4945
4946         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4947 }
4948
4949 /*
4950  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4951  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4952  * not associated with a file object.
4953  */
4954 static void
4955 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4956 {
4957         vm_offset_t pg;
4958         vm_page_t p;
4959         int index;
4960
4961         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4962
4963         to = round_page(to);
4964         from = round_page(from);
4965         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4966         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4967         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4968             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4969             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4970
4971         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4972                 /*
4973                  * note: must allocate system pages since blocking here
4974                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4975                  * process we are.
4976                  */
4977                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4978                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4979                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4980                 bp->b_pages[index] = p;
4981         }
4982         bp->b_npages = index;
4983 }
4984
4985 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4986 static void
4987 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4988 {
4989         vm_offset_t from;
4990         vm_page_t p;
4991         int index, newnpages;
4992
4993         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4994
4995         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4996         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4997         if (bp->b_npages > newnpages)
4998                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4999         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5000                 p = bp->b_pages[index];
5001                 bp->b_pages[index] = NULL;
5002                 vm_page_unwire_noq(p);
5003                 vm_page_free(p);
5004         }
5005         bp->b_npages = newnpages;
5006 }
5007
5008 /*
5009  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5010  *
5011  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5012  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5013  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5014  *
5015  * Note that even if the caller determines that the address space should
5016  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5017  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5018  * check the return value.
5019  *
5020  * This function only works with pager buffers.
5021  */
5022 int
5023 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5024 {
5025         vm_prot_t prot;
5026         int pidx;
5027
5028         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5029         prot = VM_PROT_READ;
5030         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5031                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5032         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5033             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5034         if (pidx < 0)
5035                 return (-1);
5036         bp->b_bufsize = len;
5037         bp->b_npages = pidx;
5038         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5039         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5040                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5041                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5042         } else
5043                 bp->b_data = unmapped_buf;
5044         return (0);
5045 }
5046
5047 /*
5048  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5049  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5050  *
5051  * This function only works with pager buffers.
5052  */
5053 void
5054 vunmapbuf(struct buf *bp)
5055 {
5056         int npages;
5057
5058         npages = bp->b_npages;
5059         if (buf_mapped(bp))
5060                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5061         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5062
5063         bp->b_data = unmapped_buf;
5064 }
5065
5066 void
5067 bdone(struct buf *bp)
5068 {
5069         struct mtx *mtxp;
5070
5071         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5072         mtx_lock(mtxp);
5073         bp->b_flags |= B_DONE;
5074         wakeup(bp);
5075         mtx_unlock(mtxp);
5076 }
5077
5078 void
5079 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5080 {
5081         struct mtx *mtxp;
5082
5083         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5084         mtx_lock(mtxp);
5085         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5086                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5087         mtx_unlock(mtxp);
5088 }
5089
5090 int
5091 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5092 {
5093
5094         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5095 }
5096
5097 void
5098 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5099 {
5100         int i __unused;
5101         struct vnode *vp;
5102
5103         vp = bp->b_vp;
5104         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5105         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5106             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5107         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5108         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5109 }
5110
5111 /*
5112  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5113  */
5114 void
5115 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5116 {
5117         static volatile int bufobj_cleanq;
5118
5119         bo->bo_domain =
5120             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5121         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5122         bo->bo_private = private;
5123         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5124         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5125 }
5126
5127 void
5128 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5129 {
5130
5131         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5132         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5133         bo->bo_numoutput++;
5134 }
5135
5136 void
5137 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5138 {
5139
5140         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5141         BO_LOCK(bo);
5142         bo->bo_numoutput++;
5143         BO_UNLOCK(bo);
5144 }
5145
5146 void
5147 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5148 {
5149
5150         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5151         BO_LOCK(bo);
5152         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5153         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5154                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5155                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5156         }
5157         BO_UNLOCK(bo);
5158 }
5159
5160 int
5161 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5162 {
5163         int error;
5164
5165         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5166         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5167         error = 0;
5168         while (bo->bo_numoutput) {
5169                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5170                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5171                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5172                 if (error)
5173                         break;
5174         }
5175         return (error);
5176 }
5177
5178 /*
5179  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5180  */
5181 void
5182 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5183 {
5184
5185         if (!buf_mapped(bp)) {
5186                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5187                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5188                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5189                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5190                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5191                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5192                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5193                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5194                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5195                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5196         } else {
5197                 bip->bio_data = bp->b_data;
5198                 bip->bio_ma = NULL;
5199         }
5200 }
5201
5202 /*
5203  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5204  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5205  * to data corruption.
5206  *
5207  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5208  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5209  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5210  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5211  *
5212  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5213  * earlier chips, it should be flipped back off.
5214  */
5215 #ifdef  __mips__
5216 static int buf_pager_relbuf = 1;
5217 #else
5218 static int buf_pager_relbuf = 0;
5219 #endif
5220 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5221     &buf_pager_relbuf, 0,
5222     "Make buffer pager release buffers after reading");
5223
5224 /*
5225  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5226  *
5227  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5228  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5229  * device block size is greater than the machine page size.  The
5230  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5231  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5232  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5233  * pages.
5234  *
5235  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5236  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5237  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5238  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5239  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5240  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5241  */
5242 int
5243 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5244     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5245     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5246 {
5247         vm_page_t m;
5248         vm_object_t object;
5249         struct buf *bp;
5250         struct mount *mp;
5251         daddr_t lbn, lbnp;
5252         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5253         long bo_bs, bsize;
5254         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5255         bool redo, lpart;
5256
5257         object = vp->v_object;
5258         mp = vp->v_mount;
5259         error = 0;
5260         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5261         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5262                 return (VM_PAGER_BAD);
5263
5264         /*
5265          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5266          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5267          * and the start of the potential read-ahead region.
5268          */
5269         la += PAGE_SIZE;
5270         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5271         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5272             &bo_bs);
5273         if (error != 0)
5274                 return (VM_PAGER_ERROR);
5275
5276         /*
5277          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5278          */
5279         pgsin = count;
5280         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5281         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5282         pgsin += pgsin_b;
5283         if (rbehind != NULL)
5284                 *rbehind = pgsin_b;
5285         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5286         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5287                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5288                     PAGE_SIZE) - la);
5289         pgsin += pgsin_a;
5290         if (rahead != NULL)
5291                 *rahead = pgsin_a;
5292         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5293         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5294
5295         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5296             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5297 again:
5298         for (i = 0; i < count; i++) {
5299                 if (ma[i] != bogus_page)
5300                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5301         }
5302
5303         lbnp = -1;
5304         for (i = 0; i < count; i++) {
5305                 m = ma[i];
5306                 if (m == bogus_page)
5307                         continue;
5308
5309                 /*
5310                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5311                  * owned, which together allow for the pages'
5312                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5313                  * useless creation of the buffer for the most typical
5314                  * case when invalidation is not used in redo or for
5315                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5316                  * the end of the function catches the race in a
5317                  * reliable way (protected by the object lock).
5318                  */
5319                 if (vm_page_all_valid(m))
5320                         continue;
5321
5322                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5323                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5324                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5325                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5326                         if (lbn == lbnp)
5327                                 goto next_page;
5328                         lbnp = lbn;
5329
5330                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5331                         if (error == 0)
5332                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5333                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5334                         if (error != 0)
5335                                 goto end_pages;
5336                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5337                                 crfree(bp->b_rcred);
5338                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5339                         }
5340                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5341                                 /*
5342                                  * Invalidation clears m->valid, but
5343                                  * may leave B_CACHE flag if the
5344                                  * buffer existed at the invalidation
5345                                  * time.  In this case, recycle the
5346                                  * buffer to do real read on next
5347                                  * bread() after redo.
5348                                  *
5349                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5350                                  * necessary, enable to reduce buf
5351                                  * cache pressure.
5352                                  */
5353                                 if (buf_pager_relbuf ||
5354                                     !vm_page_all_valid(m))
5355                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5356
5357                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5358                                 brelse(bp);
5359                         } else {
5360                                 bqrelse(bp);
5361                         }
5362                 }
5363                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5364                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5365                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5366                 if (i == count - 1 && lpart) {
5367                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5368                             !vm_page_all_valid(m))
5369                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5370                 }
5371 next_page:;
5372         }
5373 end_pages:
5374
5375         redo = false;
5376         for (i = 0; i < count; i++) {
5377                 if (ma[i] == bogus_page)
5378                         continue;
5379                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5380                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5381                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5382                             VM_ALLOC_NORMAL);
5383                 }
5384
5385                 /*
5386                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5387                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5388                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5389                  * relinguish, they could have been invalidated.
5390                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5391                  *
5392                  * Note that the last page is made fully valid in the
5393                  * read loop, and partial validity for the page at
5394                  * index count - 1 could mean that the page was
5395                  * invalidated or removed, so we must restart for
5396                  * safety as well.
5397                  */
5398                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5399                         redo = true;
5400         }
5401         if (redo && error == 0)
5402                 goto again;
5403         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5404 }
5405
5406 #include "opt_ddb.h"
5407 #ifdef DDB
5408 #include <ddb/ddb.h>
5409
5410 /* DDB command to show buffer data */
5411 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5412 {
5413         /* get args */
5414         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5415 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5416         uint32_t i, j;
5417 #endif
5418
5419         if (!have_addr) {
5420                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5421                 return;
5422         }
5423
5424         db_printf("buf at %p\n", bp);
5425         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5426             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5427             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5428         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5429             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5430             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5431         db_printf(
5432             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5433             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5434             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5435             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5436             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5437             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5438         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5439             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5440         if (bp->b_npages) {
5441                 int i;
5442                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5443                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5444                         vm_page_t m;
5445                         m = bp->b_pages[i];
5446                         if (m != NULL)
5447                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5448                                     (u_long)m->pindex,
5449                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5450                         else
5451                                 db_printf("( ??? )");
5452                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5453                                 db_printf(",");
5454                 }
5455                 db_printf("\n");
5456         }
5457         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5458 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5459         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5460
5461         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5462         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5463                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5464                         continue;
5465                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5466                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5467         }
5468 #elif defined(BUF_TRACKING)
5469         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5470 #endif
5471         db_printf(" ");
5472 }
5473
5474 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5475 {
5476         struct bufdomain *bd;
5477         struct buf *bp;
5478         long total;
5479         int i, j, cnt;
5480
5481         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5482
5483         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5484                 bd = &bdomain[i];
5485                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5486                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5487                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5488                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5489                 db_printf("\n");
5490                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5491                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5492                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5493                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5494                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5495                 db_printf("\n");
5496                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5497                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5498                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5499                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5500                 db_printf("\n");
5501                 total = 0;
5502                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5503                         total += bp->b_bufsize;
5504                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5505                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5506                 total = 0;
5507                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5508                         total += bp->b_bufsize;
5509                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5510                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5511                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5512                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5513                 db_printf("\tCPU ");
5514                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5515                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5516                 db_printf("\n");
5517                 cnt = 0;
5518                 total = 0;
5519                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5520                         bp = nbufp(j);
5521                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5522                                 cnt++;
5523                                 total += bp->b_bufsize;
5524                         }
5525                 }
5526                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5527                 cnt = 0;
5528                 total = 0;
5529                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5530                         bp = nbufp(j);
5531                         if (bp->b_domain == i) {
5532                                 cnt++;
5533                                 total += bp->b_bufsize;
5534                         }
5535                 }
5536                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5537         }
5538 }
5539
5540 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5541 {
5542         struct buf *bp;
5543         int i;
5544
5545         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5546                 bp = nbufp(i);
5547                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5548                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5549                         db_printf("\n");
5550                         if (db_pager_quit)
5551                                 break;
5552                 }
5553         }
5554 }
5555
5556 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5557 {
5558         struct vnode *vp;
5559         struct buf *bp;
5560
5561         if (!have_addr) {
5562                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5563                 return;
5564         }
5565         vp = (struct vnode *)addr;
5566         db_printf("Clean buffers:\n");
5567         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5568                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5569                 db_printf("\n");
5570         }
5571         db_printf("Dirty buffers:\n");
5572         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5573                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5574                 db_printf("\n");
5575         }
5576 }
5577
5578 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5579 {
5580         struct buf *bp;
5581         int i, used = 0, nfree = 0;
5582
5583         if (have_addr) {
5584                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5585                 return;
5586         }
5587
5588         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5589                 bp = nbufp(i);
5590                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5591                         nfree++;
5592                 else
5593                         used++;
5594         }
5595
5596         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5597             nfree + used);
5598         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5599 }
5600 #endif /* DDB */