]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Fix inverse sleep logic in buf_daemon().
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/asan.h>
53 #include <sys/bio.h>
54 #include <sys/bitset.h>
55 #include <sys/conf.h>
56 #include <sys/counter.h>
57 #include <sys/buf.h>
58 #include <sys/devicestat.h>
59 #include <sys/eventhandler.h>
60 #include <sys/fail.h>
61 #include <sys/ktr.h>
62 #include <sys/limits.h>
63 #include <sys/lock.h>
64 #include <sys/malloc.h>
65 #include <sys/mount.h>
66 #include <sys/mutex.h>
67 #include <sys/kernel.h>
68 #include <sys/kthread.h>
69 #include <sys/proc.h>
70 #include <sys/racct.h>
71 #include <sys/refcount.h>
72 #include <sys/resourcevar.h>
73 #include <sys/rwlock.h>
74 #include <sys/smp.h>
75 #include <sys/sysctl.h>
76 #include <sys/syscallsubr.h>
77 #include <sys/vmem.h>
78 #include <sys/vmmeter.h>
79 #include <sys/vnode.h>
80 #include <sys/watchdog.h>
81 #include <geom/geom.h>
82 #include <vm/vm.h>
83 #include <vm/vm_param.h>
84 #include <vm/vm_kern.h>
85 #include <vm/vm_object.h>
86 #include <vm/vm_page.h>
87 #include <vm/vm_pageout.h>
88 #include <vm/vm_pager.h>
89 #include <vm/vm_extern.h>
90 #include <vm/vm_map.h>
91 #include <vm/swap_pager.h>
92
93 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
94
95 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
96
97 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
98         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
99         .bop_write      =       bufwrite,
100         .bop_strategy   =       bufstrategy,
101         .bop_sync       =       bufsync,
102         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
103 };
104
105 struct bufqueue {
106         struct mtx_padalign     bq_lock;
107         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
108         uint8_t                 bq_index;
109         uint16_t                bq_subqueue;
110         int                     bq_len;
111 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
112
113 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
114 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
116 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
117
118 struct bufdomain {
119         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
120         struct bufqueue bd_dirtyq;
121         struct bufqueue *bd_cleanq;
122         struct mtx_padalign bd_run_lock;
123         /* Constants */
124         long            bd_maxbufspace;
125         long            bd_hibufspace;
126         long            bd_lobufspace;
127         long            bd_bufspacethresh;
128         int             bd_hifreebuffers;
129         int             bd_lofreebuffers;
130         int             bd_hidirtybuffers;
131         int             bd_lodirtybuffers;
132         int             bd_dirtybufthresh;
133         int             bd_lim;
134         /* atomics */
135         int             bd_wanted;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
138         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
139         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
140 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
141
142 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
143 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
145 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
146 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
147 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
149 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
150
151 static char *buf;               /* buffer header pool */
152 static struct buf *
153 nbufp(unsigned i)
154 {
155         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
156             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
157 }
158
159 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
160
161 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
162 struct proc *bufdaemonproc;
163
164 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
165 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
166                 vm_offset_t to);
167 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
168 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
169                 vm_page_t m);
170 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
171 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
172 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
173 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
174 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
175 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
176                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
177 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
178                 void (*)(struct buf *));
179 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
180 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
181 static void buf_daemon(void);
182 static __inline void bd_wakeup(void);
183 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
184 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
185 static void bufkva_free(struct buf *);
186 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
187 static void buf_release(void *, void **, int);
188 static void maxbcachebuf_adjust(void);
189 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
190 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
191 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
192 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
193 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
194             const char *lockname);
195 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
196 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
197 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
198 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
199
200 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
201 int vmiodirenable = TRUE;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
203     "Use the VM system for directory writes");
204 long runningbufspace;
205 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
206     "Amount of presently outstanding async buffer io");
207 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
208     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
209 static counter_u64_t bufkvaspace;
210 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
211     "Kernel virtual memory used for buffers");
212 static long maxbufspace;
213 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
214     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
215     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
216     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
217 static long bufmallocspace;
218 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
219     "Amount of malloced memory for buffers");
220 static long maxbufmallocspace;
221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
222     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
223 static long lobufspace;
224 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
225     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
226     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
227     "Minimum amount of buffers we want to have");
228 long hibufspace;
229 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
230     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
231     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
232     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
233 long bufspacethresh;
234 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
235     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
236     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
237     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
238 static counter_u64_t buffreekvacnt;
239 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
240     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
241 static counter_u64_t bufdefragcnt;
242 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
243     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
244 static long lorunningspace;
245 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
246     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
247     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
248 static long hirunningspace;
249 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
250     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
251     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
252 int dirtybufferflushes;
253 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
254     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
255 int bdwriteskip;
256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
257     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
258 int altbufferflushes;
259 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
260     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
261 static int recursiveflushes;
262 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
263     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
264 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
265 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
266     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
267     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
268 static int lodirtybuffers;
269 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
270     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
271     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
272     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
273 static int hidirtybuffers;
274 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
275     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
276     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
277     "When the number of dirty buffers is considered severe");
278 int dirtybufthresh;
279 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
280     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
281     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
282     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
283 static int numfreebuffers;
284 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
285     "Number of free buffers");
286 static int lofreebuffers;
287 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
288     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
289     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
290    "Target number of free buffers");
291 static int hifreebuffers;
292 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
293     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
294     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
295    "Threshold for clean buffer recycling");
296 static counter_u64_t getnewbufcalls;
297 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
298    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
299 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
300 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
301     &getnewbufrestarts,
302     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
303 static counter_u64_t mappingrestarts;
304 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
305     &mappingrestarts,
306     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
307     "unmapped buffer");
308 static counter_u64_t numbufallocfails;
309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
310     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
311 static int flushbufqtarget = 100;
312 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
313     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
314 static counter_u64_t notbufdflushes;
315 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
316     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
317 static long barrierwrites;
318 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
319     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
320 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
321     &unmapped_buf_allowed, 0,
322     "Permit the use of the unmapped i/o");
323 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
324 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
325     "Maximum size of a buffer cache block");
326
327 /*
328  * This lock synchronizes access to bd_request.
329  */
330 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
331
332 /*
333  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
334  * waitrunningbufspace().
335  */
336 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
337
338 /*
339  * Lock that protects bdirtywait.
340  */
341 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
342
343 /*
344  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
345  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
346  * is idling.
347  */
348 static int bd_request;
349
350 /*
351  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
352  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
353  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
354  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
355  */
356 static int bd_speedupreq;
357
358 /*
359  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
360  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
361  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
362  */
363 static int runningbufreq;
364
365 /*
366  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
367  */
368 static int bdirtywait;
369
370 /*
371  * Definitions for the buffer free lists.
372  */
373 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
374 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
375 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
376 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
377 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
378
379 /* Maximum number of buffer domains. */
380 #define BUF_DOMAINS     8
381
382 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
383 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
384
385 /* Configured number of clean queues. */
386 static int __read_mostly buf_domains;
387
388 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
389 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
390 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
391
392 /*
393  * per-cpu empty buffer cache.
394  */
395 uma_zone_t buf_zone;
396
397 /*
398  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
399  * buf_wmesg is referred from macros.
400  */
401 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
402
403 static int
404 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
405 {
406         long value;
407         int error;
408
409         value = *(long *)arg1;
410         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
411         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
412                 return (error);
413         mtx_lock(&rbreqlock);
414         if (arg1 == &hirunningspace) {
415                 if (value < lorunningspace)
416                         error = EINVAL;
417                 else
418                         hirunningspace = value;
419         } else {
420                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
421                     ("%s: unknown arg1", __func__));
422                 if (value > hirunningspace)
423                         error = EINVAL;
424                 else
425                         lorunningspace = value;
426         }
427         mtx_unlock(&rbreqlock);
428         return (error);
429 }
430
431 static int
432 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
433 {
434         int error;
435         int value;
436         int i;
437
438         value = *(int *)arg1;
439         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
440         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
441                 return (error);
442         *(int *)arg1 = value;
443         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
444                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
445                     value / buf_domains;
446
447         return (error);
448 }
449
450 static int
451 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
452 {
453         long value;
454         int error;
455         int i;
456
457         value = *(long *)arg1;
458         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
459         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
460                 return (error);
461         *(long *)arg1 = value;
462         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
463                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
464                     value / buf_domains;
465
466         return (error);
467 }
468
469 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
470     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
471 static int
472 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
473 {
474         long lvalue;
475         int ivalue;
476         int i;
477
478         lvalue = 0;
479         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
480                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
481         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
482                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
483         if (lvalue > INT_MAX)
484                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
485                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
486         ivalue = lvalue;
487         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
488 }
489 #else
490 static int
491 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
492 {
493         long lvalue;
494         int i;
495
496         lvalue = 0;
497         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
498                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
499         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
500 }
501 #endif
502
503 static int
504 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
505 {
506         int value;
507         int i;
508
509         value = 0;
510         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
511                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
512         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
513 }
514
515 /*
516  *      bdirtywakeup:
517  *
518  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
519  */
520 static void
521 bdirtywakeup(void)
522 {
523         mtx_lock(&bdirtylock);
524         if (bdirtywait) {
525                 bdirtywait = 0;
526                 wakeup(&bdirtywait);
527         }
528         mtx_unlock(&bdirtylock);
529 }
530
531 /*
532  *      bd_clear:
533  *
534  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
535  *      is decremented.
536  */
537 static void
538 bd_clear(struct bufdomain *bd)
539 {
540
541         mtx_lock(&bdirtylock);
542         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
543                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
544         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
545                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
546         mtx_unlock(&bdirtylock);
547 }
548
549 /*
550  *      bd_set:
551  *
552  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
553  *      is incremented.
554  */
555 static void
556 bd_set(struct bufdomain *bd)
557 {
558
559         mtx_lock(&bdirtylock);
560         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
561                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
562         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
563                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
564         mtx_unlock(&bdirtylock);
565 }
566
567 /*
568  *      bdirtysub:
569  *
570  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
571  *      threads blocked in bwillwrite().
572  */
573 static void
574 bdirtysub(struct buf *bp)
575 {
576         struct bufdomain *bd;
577         int num;
578
579         bd = bufdomain(bp);
580         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
581         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
582                 bdirtywakeup();
583         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
584                 bd_clear(bd);
585 }
586
587 /*
588  *      bdirtyadd:
589  *
590  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
591  *      daemon if needed.
592  */
593 static void
594 bdirtyadd(struct buf *bp)
595 {
596         struct bufdomain *bd;
597         int num;
598
599         /*
600          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
601          * buf daemon will keep running until the condition clears.
602          */
603         bd = bufdomain(bp);
604         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
605         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
606                 bd_wakeup();
607         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
608                 bd_set(bd);
609 }
610
611 /*
612  *      bufspace_daemon_wakeup:
613  *
614  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
615  */
616 static void
617 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
618 {
619
620         /*
621          * avoid the lock if the daemon is running.
622          */
623         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
624                 BD_RUN_LOCK(bd);
625                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
626                 wakeup(&bd->bd_running);
627                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
628         }
629 }
630
631 /*
632  *      bufspace_daemon_wait:
633  *
634  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
635  */
636 static void
637 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
638 {
639         /*
640          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
641          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
642          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
643          * freebuffers prior to checking bd_running.
644          */
645         BD_RUN_LOCK(bd);
646         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
647         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
648             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
649                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
650                     "-", hz);
651         } else {
652                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
653                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
654                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
655         }
656 }
657
658 /*
659  *      bufspace_adjust:
660  *
661  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
662  *      waking any waiters.
663  */
664 static void
665 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
666 {
667         struct bufdomain *bd;
668         long space;
669         int diff;
670
671         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
672             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
673         bd = bufdomain(bp);
674         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
675         if (diff < 0) {
676                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
677         } else if (diff > 0) {
678                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
679                 /* Wake up the daemon on the transition. */
680                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
681                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
682                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
683         }
684         bp->b_bufsize = bufsize;
685 }
686
687 /*
688  *      bufspace_reserve:
689  *
690  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
691  *      different space limit than data.
692  */
693 static int
694 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
695 {
696         long limit, new;
697         long space;
698
699         if (metadata)
700                 limit = bd->bd_maxbufspace;
701         else
702                 limit = bd->bd_hibufspace;
703         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
704         new = space + size;
705         if (new > limit) {
706                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
707                 return (ENOSPC);
708         }
709
710         /* Wake up the daemon on the transition. */
711         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
712                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
713
714         return (0);
715 }
716
717 /*
718  *      bufspace_release:
719  *
720  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
721  */
722 static void
723 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
724 {
725
726         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
727 }
728
729 /*
730  *      bufspace_wait:
731  *
732  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
733  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
734  *      operation must be re-tried on return.
735  */
736 static void
737 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
738     int slpflag, int slptimeo)
739 {
740         struct thread *td;
741         int error, fl, norunbuf;
742
743         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
744                 return;
745
746         td = curthread;
747         BD_LOCK(bd);
748         while (bd->bd_wanted) {
749                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
750                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
751                         BD_UNLOCK(bd);
752                         /*
753                          * getblk() is called with a vnode locked, and
754                          * some majority of the dirty buffers may as
755                          * well belong to the vnode.  Flushing the
756                          * buffers there would make a progress that
757                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
758                          * cannot lock the vnode.
759                          */
760                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
761                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
762
763                         /*
764                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
765                          * may be called while the thread owns lock
766                          * for another dirty buffer for the same
767                          * vnode, which makes it impossible to use
768                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
769                          * recursion.
770                          */
771                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
772                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
773                         td->td_pflags &= norunbuf;
774                         BD_LOCK(bd);
775                         if (fl != 0)
776                                 continue;
777                         if (bd->bd_wanted == 0)
778                                 break;
779                 }
780                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
781                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
782                 if (error != 0)
783                         break;
784         }
785         BD_UNLOCK(bd);
786 }
787
788 /*
789  *      bufspace_daemon:
790  *
791  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
792  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
793  *      block nor work to reclaim buffers.
794  */
795 static void
796 bufspace_daemon(void *arg)
797 {
798         struct bufdomain *bd;
799
800         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
801             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
802
803         bd = arg;
804         for (;;) {
805                 kthread_suspend_check();
806
807                 /*
808                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
809                  * targets.
810                  *
811                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
812                  * when some free buffer headers and space are always
813                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
814                  * the excessive blocking and synchronization associated
815                  * with shortfall.  It goes through three phases according
816                  * demand:
817                  *
818                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
819                  *      during idle periods when the counters are below
820                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
821                  *
822                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
823                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
824                  *      slightly according to the rate of consumption and
825                  *      release.
826                  *
827                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
828                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
829                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
830                  *      until we return to condition 2.
831                  */
832                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
833                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
834                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
835                                 if (bd_flushall(bd))
836                                         continue;
837                                 /*
838                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
839                                  * buffers.  This is possible in particular
840                                  * because softdep may held many bufs locked
841                                  * pending writes to other bufs which are
842                                  * marked for delayed write, exhausting
843                                  * clean space until they are written.
844                                  */
845                                 bd_speedup();
846                                 BD_LOCK(bd);
847                                 if (bd->bd_wanted) {
848                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
849                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
850                                 } else
851                                         BD_UNLOCK(bd);
852                         }
853                         maybe_yield();
854                 }
855                 bufspace_daemon_wait(bd);
856         }
857 }
858
859 /*
860  *      bufmallocadjust:
861  *
862  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
863  *      waking any waiters.
864  */
865 static void
866 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
867 {
868         int diff;
869
870         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
871             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
872         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
873         if (diff < 0)
874                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
875         else
876                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
877         bp->b_bufsize = bufsize;
878 }
879
880 /*
881  *      runningwakeup:
882  *
883  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
884  *      below lorunningspace.
885  */
886 static void
887 runningwakeup(void)
888 {
889
890         mtx_lock(&rbreqlock);
891         if (runningbufreq) {
892                 runningbufreq = 0;
893                 wakeup(&runningbufreq);
894         }
895         mtx_unlock(&rbreqlock);
896 }
897
898 /*
899  *      runningbufwakeup:
900  *
901  *      Decrement the outstanding write count according.
902  */
903 void
904 runningbufwakeup(struct buf *bp)
905 {
906         long space, bspace;
907
908         bspace = bp->b_runningbufspace;
909         if (bspace == 0)
910                 return;
911         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
912         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
913             space, bspace));
914         bp->b_runningbufspace = 0;
915         /*
916          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
917          * the threshold to falling below it.
918          */
919         if (space < lorunningspace)
920                 return;
921         if (space - bspace > lorunningspace)
922                 return;
923         runningwakeup();
924 }
925
926 /*
927  *      waitrunningbufspace()
928  *
929  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
930  *      running.  This routine is used in async-write situations to
931  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
932  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
933  *
934  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
935  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
936  *      caller's write has reached the device.
937  */
938 void
939 waitrunningbufspace(void)
940 {
941
942         mtx_lock(&rbreqlock);
943         while (runningbufspace > hirunningspace) {
944                 runningbufreq = 1;
945                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
946         }
947         mtx_unlock(&rbreqlock);
948 }
949
950 /*
951  *      vfs_buf_test_cache:
952  *
953  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
954  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
955  *      valid data.
956  */
957 static __inline void
958 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
959     vm_offset_t size, vm_page_t m)
960 {
961
962         /*
963          * This function and its results are protected by higher level
964          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
965          * validate pages.
966          */
967         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
968                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
969                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
970                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
971         }
972 }
973
974 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
975 static void
976 bd_wakeup(void)
977 {
978
979         mtx_lock(&bdlock);
980         if (bd_request == 0) {
981                 bd_request = 1;
982                 wakeup(&bd_request);
983         }
984         mtx_unlock(&bdlock);
985 }
986
987 /*
988  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
989  */
990 static void
991 maxbcachebuf_adjust(void)
992 {
993         int i;
994
995         /*
996          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
997          */
998         i = 2;
999         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1000                 i *= 2;
1001         maxbcachebuf = i;
1002         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1003                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1004         if (maxbcachebuf > maxphys)
1005                 maxbcachebuf = maxphys;
1006         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1007                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1012  */
1013 void
1014 bd_speedup(void)
1015 {
1016         int needwake;
1017
1018         mtx_lock(&bdlock);
1019         needwake = 0;
1020         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1021                 needwake = 1;
1022         bd_speedupreq = 1;
1023         bd_request = 1;
1024         if (needwake)
1025                 wakeup(&bd_request);
1026         mtx_unlock(&bdlock);
1027 }
1028
1029 #ifdef __i386__
1030 #define TRANSIENT_DENOM 5
1031 #else
1032 #define TRANSIENT_DENOM 10
1033 #endif
1034
1035 /*
1036  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1037  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1038  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1039  * being reserved at this time.
1040  */
1041 caddr_t
1042 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1043 {
1044         int tuned_nbuf;
1045         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1046
1047 #ifdef KASAN
1048         /*
1049          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1050          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1051          */
1052         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1053             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1054 #endif
1055
1056         /*
1057          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1058          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1059          */
1060         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1061
1062         maxbcachebuf_adjust();
1063         /*
1064          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1065          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1066          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1067          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1068          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1069          * maxbcache bytes.
1070          *
1071          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1072          */
1073         if (nbuf == 0) {
1074                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1075
1076                 nbuf = 50;
1077                 if (physmem_est > 4096)
1078                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1079                             65536 / factor);
1080                 if (physmem_est > 65536)
1081                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1082                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1083
1084                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1085                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1086                 tuned_nbuf = 1;
1087         } else
1088                 tuned_nbuf = 0;
1089
1090         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1091         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1092         if (nbuf > maxbuf) {
1093                 if (!tuned_nbuf)
1094                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1095                             maxbuf);
1096                 nbuf = maxbuf;
1097         }
1098
1099         /*
1100          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1101          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1102          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1103          *
1104          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1105          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1106          * maximum buffer map extent on the platform.
1107          *
1108          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1109          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1110          * with ample KVA space.
1111          */
1112         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1113                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1114                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1115                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1116                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1117                         /*
1118                          * There is more KVA than memory.  Do not
1119                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1120                          * of maxbuf to transient map.
1121                          */
1122                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1123                 } else {
1124                         /*
1125                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1126                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1127                          * the buffer map to the transient bio map.
1128                          */
1129                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1130                         buf_sz -= biotmap_sz;
1131                 }
1132                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1133                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1134                 else
1135                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1136                 /*
1137                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1138                  * using the transient mapping.
1139                  */
1140                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1141                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1142                 if (tuned_nbuf)
1143                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1144         }
1145
1146         if (nswbuf == 0) {
1147                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1148                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1149                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Reserve space for the buffer cache buffers
1154          */
1155         buf = (char *)v;
1156         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1157             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1158
1159         return (v);
1160 }
1161
1162 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1163 void
1164 bufinit(void)
1165 {
1166         struct buf *bp;
1167         int i;
1168
1169         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1170             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1171             MAXBSIZE));
1172         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1173         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1174         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1175         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1176
1177         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1178
1179         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1180         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1181                 bp = nbufp(i);
1182                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1183                 bp->b_flags = B_INVAL;
1184                 bp->b_rcred = NOCRED;
1185                 bp->b_wcred = NOCRED;
1186                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1187                 bp->b_domain = -1;
1188                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1189                 bp->b_xflags = 0;
1190                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1191                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1192                 BUF_LOCKINIT(bp);
1193                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1194         }
1195
1196         /*
1197          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1198          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1199          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1200          * used by most other requests.  The differential is required to 
1201          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1202          *
1203          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1204          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1205          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1206          * PAGE_SIZE.
1207          */
1208         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1209         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1210         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1211         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1212
1213         /*
1214          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1215          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1216          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1217          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1218          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1219          * hirunningspace.
1220          */
1221         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1222             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1223         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1224
1225         /*
1226          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1227          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1228          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1229          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1230          * average (small) directories.
1231          */
1232         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1233
1234         /*
1235          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1236          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1237          */
1238         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1239         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1240         /*
1241          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1242          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1243          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1244          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1245          */
1246         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1247                 hidirtybuffers >>= 1;
1248         }
1249         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1250
1251         /*
1252          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1253          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1254          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1255          * on other cpus.
1256          *
1257          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1258          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1259          */
1260         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1261         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1262         numfreebuffers = nbuf;
1263
1264         /* Setup the kva and free list allocators. */
1265         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1266         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1267             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1268             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1269
1270         /*
1271          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1272          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1273          * concurrency but less accurate LRU.
1274          */
1275         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1276         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1277                 struct bufdomain *bd;
1278
1279                 bd = &bdomain[i];
1280                 bd_init(bd);
1281                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1282                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1283                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1284                 bd->bd_bufspace = 0;
1285                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1286                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1287                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1288                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1289                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1290                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1291                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1292                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1293                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1294                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1295         }
1296         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1297         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1298         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1299         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1300         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1301         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1302         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1303         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1304 }
1305
1306 #ifdef INVARIANTS
1307 static inline void
1308 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1309 {
1310
1311         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1312             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1313         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1314             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1315         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1316             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1317 }
1318
1319 static inline void
1320 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1321 {
1322
1323         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1324             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1325 }
1326
1327 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1328 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1329 #else
1330 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1331 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1332 #endif
1333
1334 static int
1335 isbufbusy(struct buf *bp)
1336 {
1337         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1338             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1339                 return (1);
1340         return (0);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1345  */
1346 void
1347 bufshutdown(int show_busybufs)
1348 {
1349         static int first_buf_printf = 1;
1350         struct buf *bp;
1351         int i, iter, nbusy, pbusy;
1352 #ifndef PREEMPTION
1353         int subiter;
1354 #endif
1355
1356         /*
1357          * Sync filesystems for shutdown
1358          */
1359         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1360         kern_sync(curthread);
1361
1362         /*
1363          * With soft updates, some buffers that are
1364          * written will be remarked as dirty until other
1365          * buffers are written.
1366          */
1367         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1368                 nbusy = 0;
1369                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1370                         bp = nbufp(i);
1371                         if (isbufbusy(bp))
1372                                 nbusy++;
1373                 }
1374                 if (nbusy == 0) {
1375                         if (first_buf_printf)
1376                                 printf("All buffers synced.");
1377                         break;
1378                 }
1379                 if (first_buf_printf) {
1380                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1381                         first_buf_printf = 0;
1382                 }
1383                 printf("%d ", nbusy);
1384                 if (nbusy < pbusy)
1385                         iter = 0;
1386                 pbusy = nbusy;
1387
1388                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1389                 kern_sync(curthread);
1390
1391 #ifdef PREEMPTION
1392                 /*
1393                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1394                  */
1395                 DELAY(50000 * iter);
1396 #else
1397                 /*
1398                  * Context switch several times to allow interrupt
1399                  * threads to run.
1400                  */
1401                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1402                         thread_lock(curthread);
1403                         mi_switch(SW_VOL);
1404                         DELAY(1000);
1405                 }
1406 #endif
1407         }
1408         printf("\n");
1409         /*
1410          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1411          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1412          */
1413         nbusy = 0;
1414         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1415                 bp = nbufp(i);
1416                 if (isbufbusy(bp)) {
1417 #if 0
1418 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1419                         if (bp->b_dev == NULL) {
1420                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1421                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1422                                 continue;
1423                         }
1424 #endif
1425                         nbusy++;
1426                         if (show_busybufs > 0) {
1427                                 printf(
1428             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1429                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1430                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1431                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1432                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1433                                 if (show_busybufs > 1)
1434                                         vn_printf(bp->b_vp,
1435                                             "vnode content: ");
1436                         }
1437                 }
1438         }
1439         if (nbusy) {
1440                 /*
1441                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1442                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1443                  */
1444                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1445                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1446                 swapoff_all();
1447         } else {
1448                 if (!first_buf_printf)
1449                         printf("Final sync complete\n");
1450
1451                 /*
1452                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1453                  * the system as much as possible.  In particular, no
1454                  * I/O should be initiated from top levels since it
1455                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1456                  * erronously handled because other parts of the
1457                  * system are disabled.
1458                  *
1459                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1460                  * non-operational after unmount of the underlying
1461                  * filesystem.
1462                  */
1463                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1464                         swapoff_all();
1465                         vfs_unmountall();
1466                 }
1467         }
1468         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1469 }
1470
1471 static void
1472 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1473 {
1474
1475         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1476
1477         /*
1478          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1479          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1480          */
1481         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1482         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1483         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1484             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1485 }
1486
1487 static inline struct bufdomain *
1488 bufdomain(struct buf *bp)
1489 {
1490
1491         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1492 }
1493
1494 static struct bufqueue *
1495 bufqueue(struct buf *bp)
1496 {
1497
1498         switch (bp->b_qindex) {
1499         case QUEUE_NONE:
1500                 /* FALLTHROUGH */
1501         case QUEUE_SENTINEL:
1502                 return (NULL);
1503         case QUEUE_EMPTY:
1504                 return (&bqempty);
1505         case QUEUE_DIRTY:
1506                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1507         case QUEUE_CLEAN:
1508                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1509         default:
1510                 break;
1511         }
1512         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1517  */
1518 static struct bufqueue *
1519 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1520 {
1521         struct bufqueue *bq, *nbq;
1522
1523         /*
1524          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1525          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1526          * if the queues don't match.
1527          */
1528         bq = bufqueue(bp);
1529         BQ_LOCK(bq);
1530         for (;;) {
1531                 nbq = bufqueue(bp);
1532                 if (bq == nbq)
1533                         break;
1534                 BQ_UNLOCK(bq);
1535                 BQ_LOCK(nbq);
1536                 bq = nbq;
1537         }
1538         return (bq);
1539 }
1540
1541 /*
1542  *      binsfree:
1543  *
1544  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1545  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1546  */
1547 static void
1548 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1549 {
1550         struct bufdomain *bd;
1551         struct bufqueue *bq;
1552
1553         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1554             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1555         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1556
1557         /*
1558          * Handle delayed bremfree() processing.
1559          */
1560         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1561                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1562                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1563                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1564                         BUF_UNLOCK(bp);
1565                         return;
1566                 }
1567                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1568                 bq_remove(bq, bp);
1569                 BQ_UNLOCK(bq);
1570         }
1571         bd = bufdomain(bp);
1572         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1573                 if (bd->bd_lim != 0)
1574                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1575                 else
1576                         bq = bd->bd_cleanq;
1577         } else
1578                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1579         bq_insert(bq, bp, true);
1580 }
1581
1582 /*
1583  * buf_free:
1584  *
1585  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1586  */
1587 static void
1588 buf_free(struct buf *bp)
1589 {
1590
1591         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1592                 bremfreef(bp);
1593         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1594                 panic("losing buffer 1");
1595         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1596                 crfree(bp->b_rcred);
1597                 bp->b_rcred = NOCRED;
1598         }
1599         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1600                 crfree(bp->b_wcred);
1601                 bp->b_wcred = NOCRED;
1602         }
1603         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1604                 buf_deallocate(bp);
1605         bufkva_free(bp);
1606         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1607         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1608         BUF_UNLOCK(bp);
1609         uma_zfree(buf_zone, bp);
1610 }
1611
1612 /*
1613  * buf_import:
1614  *
1615  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1616  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1617  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1618  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1619  */
1620 static int
1621 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1622 {
1623         struct buf *bp;
1624         int i;
1625
1626         BQ_LOCK(&bqempty);
1627         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1628                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1629                 if (bp == NULL)
1630                         break;
1631                 bq_remove(&bqempty, bp);
1632                 store[i] = bp;
1633         }
1634         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1635
1636         return (i);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * buf_release:
1641  *
1642  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1643  */
1644 static void
1645 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1646 {
1647         struct bufqueue *bq;
1648         struct buf *bp;
1649         int i;
1650
1651         bq = &bqempty;
1652         BQ_LOCK(bq);
1653         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1654                 bp = store[i];
1655                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1656                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1657                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1658                 bq->bq_len++;
1659                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1660         }
1661         BQ_UNLOCK(bq);
1662 }
1663
1664 /*
1665  * buf_alloc:
1666  *
1667  *      Allocate an empty buffer header.
1668  */
1669 static struct buf *
1670 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1671 {
1672         struct buf *bp;
1673         int freebufs, error;
1674
1675         /*
1676          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1677          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1678          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1679          */
1680         bp = NULL;
1681         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1682         if (freebufs > 0)
1683                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1684         if (bp == NULL) {
1685                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1686                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1687                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1688                 return (NULL);
1689         }
1690         /*
1691          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1692          */
1693         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1694                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1695
1696         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1697         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1698             error));
1699         (void)error;
1700
1701         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1702             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1703         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1704             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1705         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1706             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1707         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1708             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1709         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1710         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1711         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1712
1713         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1714         bp->b_flags = 0;
1715         bp->b_ioflags = 0;
1716         bp->b_xflags = 0;
1717         bp->b_vflags = 0;
1718         bp->b_vp = NULL;
1719         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1720         bp->b_offset = NOOFFSET;
1721         bp->b_iodone = 0;
1722         bp->b_error = 0;
1723         bp->b_resid = 0;
1724         bp->b_bcount = 0;
1725         bp->b_npages = 0;
1726         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1727         bp->b_bufobj = NULL;
1728         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1729         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1730         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1731         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1732         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1733
1734         return (bp);
1735 }
1736
1737 /*
1738  *      buf_recycle:
1739  *
1740  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1741  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1742  *      defragmenting.
1743  */
1744 static int
1745 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1746 {
1747         struct bufqueue *bq;
1748         struct buf *bp, *nbp;
1749
1750         if (kva)
1751                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1752         nbp = NULL;
1753         bq = bd->bd_cleanq;
1754         BQ_LOCK(bq);
1755         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1756             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1757         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1758
1759         /*
1760          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1761          * depending.
1762          */
1763         while ((bp = nbp) != NULL) {
1764                 /*
1765                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1766                  * release the bqlock).
1767                  */
1768                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1769
1770                 /*
1771                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1772                  * some kva to reclaim.
1773                  */
1774                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1775                         continue;
1776
1777                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1778                         continue;
1779
1780                 /*
1781                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1782                  * accessed buffers.
1783                  */
1784                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1785                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1786                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1787                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1788                         BUF_UNLOCK(bp);
1789                         continue;
1790                 }
1791
1792                 /*
1793                  * Skip buffers with background writes in progress.
1794                  */
1795                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1796                         BUF_UNLOCK(bp);
1797                         continue;
1798                 }
1799
1800                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1801                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1802                     bp->b_qindex, bp));
1803                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1804                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1805                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1806                 /*
1807                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1808                  * the scan from this point on.
1809                  */
1810                 bq_remove(bq, bp);
1811                 BQ_UNLOCK(bq);
1812
1813                 /*
1814                  * Requeue the background write buffer with error and
1815                  * restart the scan.
1816                  */
1817                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1818                         bqrelse(bp);
1819                         BQ_LOCK(bq);
1820                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1821                         continue;
1822                 }
1823                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1824                 brelse(bp);
1825                 return (0);
1826         }
1827         bd->bd_wanted = 1;
1828         BQ_UNLOCK(bq);
1829
1830         return (ENOBUFS);
1831 }
1832
1833 /*
1834  *      bremfree:
1835  *
1836  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1837  *
1838  */
1839 void
1840 bremfree(struct buf *bp)
1841 {
1842
1843         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1844         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1845             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1846         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1847             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1848         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1849
1850         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1851 }
1852
1853 /*
1854  *      bremfreef:
1855  *
1856  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1857  *      it abuses the b_freelist pointer.
1858  */
1859 void
1860 bremfreef(struct buf *bp)
1861 {
1862         struct bufqueue *bq;
1863
1864         bq = bufqueue_acquire(bp);
1865         bq_remove(bq, bp);
1866         BQ_UNLOCK(bq);
1867 }
1868
1869 static void
1870 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1871 {
1872
1873         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1874         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1875         bq->bq_len = 0;
1876         bq->bq_index = qindex;
1877         bq->bq_subqueue = subqueue;
1878 }
1879
1880 static void
1881 bd_init(struct bufdomain *bd)
1882 {
1883         int i;
1884
1885         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1886         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1887         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1888         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1889                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1890                     "bufq clean subqueue lock");
1891         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1892 }
1893
1894 /*
1895  *      bq_remove:
1896  *
1897  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1898  *      correct qlock held.
1899  */
1900 static void
1901 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1902 {
1903
1904         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1905             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1906         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1907             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1908         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1909             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1910
1911         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1912         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1913                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1914         }
1915         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1916             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1917         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1918         bq->bq_len--;
1919         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1920         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1921 }
1922
1923 static void
1924 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1925 {
1926         struct buf *bp;
1927
1928         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1929         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1930                 BD_LOCK(bd);
1931                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1932                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1933                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1934                             b_freelist);
1935                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1936                 }
1937                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1938                 bq->bq_len = 0;
1939         }
1940         if (bd->bd_wanted) {
1941                 bd->bd_wanted = 0;
1942                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1943         }
1944         if (bq != bd->bd_cleanq)
1945                 BD_UNLOCK(bd);
1946 }
1947
1948 static int
1949 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1950 {
1951         struct bufqueue *bq;
1952         int flushed;
1953         int i;
1954
1955         if (bd->bd_lim == 0)
1956                 return (0);
1957         flushed = 0;
1958         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1959                 bq = &bd->bd_subq[i];
1960                 if (bq->bq_len == 0)
1961                         continue;
1962                 BQ_LOCK(bq);
1963                 bd_flush(bd, bq);
1964                 BQ_UNLOCK(bq);
1965                 flushed++;
1966         }
1967
1968         return (flushed);
1969 }
1970
1971 static void
1972 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1973 {
1974         struct bufdomain *bd;
1975
1976         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1977                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1978
1979         bd = bufdomain(bp);
1980         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1981                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1982                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1983                         bq = bd->bd_cleanq;
1984                 BQ_LOCK(bq);
1985                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1986         } else {
1987                 BQ_LOCK(bq);
1988                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1989         }
1990         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1991         bq->bq_len++;
1992         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1993         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1994
1995         /*
1996          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1997          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1998          */
1999         if (unlock)
2000                 BUF_UNLOCK(bp);
2001
2002         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2003                 /*
2004                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2005                  */
2006                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2007                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2008                         bd_flush(bd, bq);
2009         }
2010         BQ_UNLOCK(bq);
2011 }
2012
2013 /*
2014  *      bufkva_free:
2015  *
2016  *      Free the kva allocation for a buffer.
2017  *
2018  */
2019 static void
2020 bufkva_free(struct buf *bp)
2021 {
2022
2023 #ifdef INVARIANTS
2024         if (bp->b_kvasize == 0) {
2025                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2026                     bp->b_data == unmapped_buf,
2027                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2028         } else if (buf_mapped(bp))
2029                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2030         else
2031                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2032 #endif
2033         if (bp->b_kvasize == 0)
2034                 return;
2035
2036         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2037         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2038         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2039         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2040         bp->b_kvasize = 0;
2041 }
2042
2043 /*
2044  *      bufkva_alloc:
2045  *
2046  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2047  */
2048 static int
2049 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2050 {
2051         vm_offset_t addr;
2052         int error;
2053
2054         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2055             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2056         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2057         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2058             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2059
2060         bufkva_free(bp);
2061
2062         addr = 0;
2063         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2064         if (error != 0) {
2065                 /*
2066                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2067                  * to defragment the map.
2068                  */
2069                 return (error);
2070         }
2071         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2072         bp->b_kvasize = maxsize;
2073         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2074         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2075                 bp->b_data = unmapped_buf;
2076                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2077         } else {
2078                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2079                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2080         }
2081         return (0);
2082 }
2083
2084 /*
2085  *      bufkva_reclaim:
2086  *
2087  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2088  *      callback that fires to avoid returning failure.
2089  */
2090 static void
2091 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2092 {
2093         bool done;
2094         int q;
2095         int i;
2096
2097         done = false;
2098         for (i = 0; i < 5; i++) {
2099                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2100                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2101                                 done = true;
2102                 if (done)
2103                         break;
2104         }
2105         return;
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2110  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2111  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2112  */
2113 static void
2114 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2115     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2116 {
2117         struct buf *rabp;
2118         struct thread *td;
2119         int i;
2120
2121         td = curthread;
2122
2123         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2124                 if (inmem(vp, *rablkno))
2125                         continue;
2126                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2127                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2128                         brelse(rabp);
2129                         continue;
2130                 }
2131 #ifdef RACCT
2132                 if (racct_enable) {
2133                         PROC_LOCK(curproc);
2134                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2135                         PROC_UNLOCK(curproc);
2136                 }
2137 #endif /* RACCT */
2138                 td->td_ru.ru_inblock++;
2139                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2140                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2141                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2142                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2143                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2144                 }
2145                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2146                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2147                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2148                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2149                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2150                 BUF_KERNPROC(rabp);
2151                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2152                 bstrategy(rabp);
2153         }
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2158  *
2159  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2160  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2161  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2162  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2163  *
2164  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2165  *
2166  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2167  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2168  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2169  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2170  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2171  * for blkno and dblkno.
2172  */
2173 int
2174 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2175     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2176     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2177 {
2178         struct buf *bp;
2179         struct thread *td;
2180         int error, readwait, rv;
2181
2182         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2183         td = curthread;
2184         /*
2185          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2186          * are specified.
2187          */
2188         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2189         if (error != 0) {
2190                 *bpp = NULL;
2191                 return (error);
2192         }
2193         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2194             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2195             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2196         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2197         *bpp = bp;
2198
2199         /*
2200          * If not found in cache, do some I/O
2201          */
2202         readwait = 0;
2203         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2204 #ifdef RACCT
2205                 if (racct_enable) {
2206                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2207                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2208                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2209                 }
2210 #endif /* RACCT */
2211                 td->td_ru.ru_inblock++;
2212                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2213                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2214                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2215                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2216                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2217                 }
2218                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2219                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2220                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2221                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2222                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2223                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2224                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2225                 bstrategy(bp);
2226                 ++readwait;
2227         }
2228
2229         /*
2230          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2231          */
2232         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2233
2234         rv = 0;
2235         if (readwait) {
2236                 rv = bufwait(bp);
2237                 if (rv != 0) {
2238                         brelse(bp);
2239                         *bpp = NULL;
2240                 }
2241         }
2242         return (rv);
2243 }
2244
2245 /*
2246  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2247  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2248  * is invalid.
2249  *
2250  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2251  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2252  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2253  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2254  * here.
2255  */
2256 int
2257 bufwrite(struct buf *bp)
2258 {
2259         int oldflags;
2260         struct vnode *vp;
2261         long space;
2262         int vp_md;
2263
2264         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2265         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2266                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2267                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2268                 brelse(bp);
2269                 return (ENXIO);
2270         }
2271         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2272                 brelse(bp);
2273                 return (0);
2274         }
2275
2276         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2277                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2278
2279         oldflags = bp->b_flags;
2280
2281         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2282             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2283
2284         vp = bp->b_vp;
2285         if (vp)
2286                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2287         else
2288                 vp_md = 0;
2289
2290         /*
2291          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2292          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2293          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2294          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2295          */
2296         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2297         bundirty(bp);
2298
2299         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2300         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2301         bp->b_flags |= B_CACHE;
2302         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2303
2304         vfs_busy_pages(bp, 1);
2305
2306         /*
2307          * Normal bwrites pipeline writes
2308          */
2309         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2310         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2311
2312 #ifdef RACCT
2313         if (racct_enable) {
2314                 PROC_LOCK(curproc);
2315                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2316                 PROC_UNLOCK(curproc);
2317         }
2318 #endif /* RACCT */
2319         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2320         if (oldflags & B_ASYNC)
2321                 BUF_KERNPROC(bp);
2322         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2323         buf_track(bp, __func__);
2324         bstrategy(bp);
2325
2326         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2327                 int rtval = bufwait(bp);
2328                 brelse(bp);
2329                 return (rtval);
2330         } else if (space > hirunningspace) {
2331                 /*
2332                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2333                  * system.  We will not deadlock here because
2334                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2335                  * to complete. We do not block here if it is the update
2336                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2337                  * to deadlock.
2338                  */
2339                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2340                         waitrunningbufspace();
2341         }
2342
2343         return (0);
2344 }
2345
2346 void
2347 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2348 {
2349         struct buf *nbp;
2350         struct bufdomain *bd;
2351
2352         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2353         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2354                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2355                 altbufferflushes++;
2356         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2357                 BO_LOCK(bo);
2358                 /*
2359                  * Try to find a buffer to flush.
2360                  */
2361                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2362                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2363                             BUF_LOCK(nbp,
2364                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2365                                 continue;
2366                         if (bp == nbp)
2367                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2368                         BO_UNLOCK(bo);
2369                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2370                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2371                                 BO_LOCK(bo);
2372                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2373                                 continue;
2374                         }
2375                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2376                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2377                         } else {
2378                                 bremfree(nbp);
2379                                 bawrite(nbp);
2380                         }
2381                         dirtybufferflushes++;
2382                         break;
2383                 }
2384                 if (nbp == NULL)
2385                         BO_UNLOCK(bo);
2386         }
2387 }
2388
2389 /*
2390  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2391  * anything if the buffer is marked invalid.
2392  *
2393  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2394  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2395  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2396  * out synchronously.
2397  */
2398 void
2399 bdwrite(struct buf *bp)
2400 {
2401         struct thread *td = curthread;
2402         struct vnode *vp;
2403         struct bufobj *bo;
2404
2405         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2406         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2407         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2408             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2409
2410         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2411                 brelse(bp);
2412                 return;
2413         }
2414
2415         /*
2416          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2417          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2418          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2419          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2420          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2421          */
2422         vp = bp->b_vp;
2423         bo = bp->b_bufobj;
2424         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2425                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2426                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2427                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2428         } else
2429                 recursiveflushes++;
2430
2431         bdirty(bp);
2432         /*
2433          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2434          * true even of NFS now.
2435          */
2436         bp->b_flags |= B_CACHE;
2437
2438         /*
2439          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2440          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2441          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2442          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2443          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2444          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2445          * the bmap then...  So, this is important to do.
2446          */
2447         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2448                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2449         }
2450
2451         buf_track(bp, __func__);
2452
2453         /*
2454          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2455          * pages.
2456          *
2457          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2458          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2459          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2460          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2461          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2462          * or perhaps the cluster will be completed.
2463          */
2464         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2465         bqrelse(bp);
2466
2467         /*
2468          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2469          * due to the softdep code.
2470          */
2471 }
2472
2473 /*
2474  *      bdirty:
2475  *
2476  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2477  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2478  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2479  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2480  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2481  *
2482  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2483  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2484  *      should only be called if the buffer is known-good.
2485  *
2486  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2487  *      count.
2488  *
2489  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2490  */
2491 void
2492 bdirty(struct buf *bp)
2493 {
2494
2495         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2496             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2497         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2498         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2499             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2500         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2501         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2502
2503         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2504                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2505                 reassignbuf(bp);
2506                 bdirtyadd(bp);
2507         }
2508 }
2509
2510 /*
2511  *      bundirty:
2512  *
2513  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2514  *
2515  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2516  *      count.
2517  *
2518  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2519  */
2520
2521 void
2522 bundirty(struct buf *bp)
2523 {
2524
2525         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2526         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2527         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2528             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2529
2530         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2531                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2532                 reassignbuf(bp);
2533                 bdirtysub(bp);
2534         }
2535         /*
2536          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2537          */
2538         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2539 }
2540
2541 /*
2542  *      bawrite:
2543  *
2544  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2545  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2546  *
2547  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2548  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2549  */
2550 void
2551 bawrite(struct buf *bp)
2552 {
2553
2554         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2555         (void) bwrite(bp);
2556 }
2557
2558 /*
2559  *      babarrierwrite:
2560  *
2561  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2562  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2563  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2564  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2565  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2566  */
2567 void
2568 babarrierwrite(struct buf *bp)
2569 {
2570
2571         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2572         (void) bwrite(bp);
2573 }
2574
2575 /*
2576  *      bbarrierwrite:
2577  *
2578  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2579  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2580  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2581  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2582  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2583  */
2584 int
2585 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2586 {
2587
2588         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2589         return (bwrite(bp));
2590 }
2591
2592 /*
2593  *      bwillwrite:
2594  *
2595  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2596  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2597  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2598  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2599  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2600  */
2601 void
2602 bwillwrite(void)
2603 {
2604
2605         if (buf_dirty_count_severe()) {
2606                 mtx_lock(&bdirtylock);
2607                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2608                         bdirtywait = 1;
2609                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2610                             "flswai", 0);
2611                 }
2612                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2613         }
2614 }
2615
2616 /*
2617  * Return true if we have too many dirty buffers.
2618  */
2619 int
2620 buf_dirty_count_severe(void)
2621 {
2622
2623         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2624 }
2625
2626 /*
2627  *      brelse:
2628  *
2629  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2630  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2631  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2632  */
2633 void
2634 brelse(struct buf *bp)
2635 {
2636         struct mount *v_mnt;
2637         int qindex;
2638
2639         /*
2640          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2641          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2642          */
2643         if (bp == NULL)
2644                 return;
2645         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2646             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2647         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2648             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2649         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2650             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2651
2652         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2653                 /*
2654                  * Do not process, in particular, do not handle the
2655                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2656                  */
2657                 BUF_UNLOCK(bp);
2658                 return;
2659         }
2660
2661         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2662                 bqrelse(bp);
2663                 return;
2664         }
2665
2666         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2667                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2668         } else {
2669                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2670                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2671         }
2672
2673         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2674                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2675                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2676                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2677                 bdirty(bp);
2678         }
2679
2680         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2681             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2682                 /*
2683                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2684                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2685                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2686                  * freed.
2687                  */
2688                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2689                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2690         }
2691
2692         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2693             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2694             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2695                 /*
2696                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2697                  * means the device is gone) are treated as being
2698                  * transient.
2699                  *
2700                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2701                  * contract with the local storage device drivers is that
2702                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2703                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2704                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2705                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2706                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2707                  * this entire case should be made obsolete through better
2708                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2709                  *
2710                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2711                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2712                  * to access the buffer to untangle them.
2713                  *
2714                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2715                  */
2716                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2717                 bdirty(bp);
2718         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2719             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2720                 /*
2721                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2722                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2723                  * no longer present.
2724                  */
2725                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2726                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2727                         buf_deallocate(bp);
2728                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2729                         bdirtysub(bp);
2730                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2731                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2732                         allocbuf(bp, 0);
2733                         if (bp->b_vp)
2734                                 brelvp(bp);
2735                 }
2736         }
2737
2738         /*
2739          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2740          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2741          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2742          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2743          * 
2744          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2745          * if B_DELWRI is set.
2746          */
2747         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2748                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2749
2750         /*
2751          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2752          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2753          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2754          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2755          *
2756          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2757          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2758          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2759          *
2760          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2761          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2762          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2763          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2764          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2765          * background write.
2766          */
2767
2768         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2769
2770         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2771             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2772             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2773             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2774                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2775                 allocbuf(bp, 0);
2776         }
2777
2778         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2779             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2780                 allocbuf(bp, 0);
2781                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2782                 if (bp->b_vp != NULL)
2783                         brelvp(bp);
2784         }
2785
2786         /*
2787          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2788          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2789          * doesn't find it.
2790          */
2791         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2792             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2793                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2794         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2795                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2796                         bundirty(bp);
2797                 if (bp->b_vp)
2798                         brelvp(bp);
2799         }
2800
2801         buf_track(bp, __func__);
2802
2803         /* buffers with no memory */
2804         if (bp->b_bufsize == 0) {
2805                 buf_free(bp);
2806                 return;
2807         }
2808         /* buffers with junk contents */
2809         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2810             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2811                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2812                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2813                         panic("losing buffer 2");
2814                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2815                 bp->b_flags |= B_AGE;
2816         /* remaining buffers */
2817         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2818                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2819         else
2820                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2821
2822         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2823                 panic("brelse: not dirty");
2824
2825         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2826         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2827         /* binsfree unlocks bp. */
2828         binsfree(bp, qindex);
2829 }
2830
2831 /*
2832  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2833  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2834  *
2835  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2836  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2837  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2838  * again soon.
2839  *
2840  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2841  */
2842 void
2843 bqrelse(struct buf *bp)
2844 {
2845         int qindex;
2846
2847         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2848         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2849             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2850
2851         qindex = QUEUE_NONE;
2852         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2853                 /* do not release to free list */
2854                 BUF_UNLOCK(bp);
2855                 return;
2856         }
2857         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2858         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2859
2860         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2861                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2862         } else {
2863                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2864                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2865         }
2866
2867         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2868                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2869                         bremfreef(bp);
2870                 goto out;
2871         }
2872
2873         /* buffers with stale but valid contents */
2874         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2875             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2876                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2877                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2878                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2879                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2880         } else {
2881                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2882                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2883                         panic("bqrelse: not dirty");
2884                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2885                         brelse(bp);
2886                         return;
2887                 }
2888                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2889         }
2890         buf_track(bp, __func__);
2891         /* binsfree unlocks bp. */
2892         binsfree(bp, qindex);
2893         return;
2894
2895 out:
2896         buf_track(bp, __func__);
2897         /* unlock */
2898         BUF_UNLOCK(bp);
2899 }
2900
2901 /*
2902  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2903  * restore bogus pages.
2904  */
2905 static void
2906 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2907 {
2908         vm_ooffset_t foff;
2909         vm_page_t m;
2910         vm_object_t obj;
2911         struct vnode *vp __unused;
2912         int i, iosize, resid;
2913         bool bogus;
2914
2915         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2916         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2917             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2918             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2919
2920         vp = bp->b_vp;
2921         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2922         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2923
2924         foff = bp->b_offset;
2925         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2926             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2927
2928         bogus = false;
2929         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2930         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2931                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2932                 if (resid > iosize)
2933                         resid = iosize;
2934
2935                 /*
2936                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2937                  */
2938                 m = bp->b_pages[i];
2939                 if (m == bogus_page) {
2940                         bogus = true;
2941                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2942                         if (m == NULL)
2943                                 panic("biodone: page disappeared!");
2944                         bp->b_pages[i] = m;
2945                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2946                         /*
2947                          * In the write case, the valid and clean bits are
2948                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2949                          * only need to do this here in the read case.
2950                          */
2951                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2952                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2953                             "has unexpected dirty bits", m));
2954                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2955                 }
2956                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2957                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2958                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2959
2960                 vm_page_sunbusy(m);
2961                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2962                 iosize -= resid;
2963         }
2964         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2965         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2966                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2967                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2968                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2969         }
2970 }
2971
2972 /*
2973  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2974  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2975  */
2976 static void
2977 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2978 {
2979         vm_object_t obj;
2980         vm_page_t m;
2981         int flags, i, resid, poffset, presid;
2982
2983         if (buf_mapped(bp)) {
2984                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2985                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2986         } else
2987                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2988         /*
2989          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2990          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2991          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2992          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2993          *
2994          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2995          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2996          * m->dirty, etc...). 
2997          *
2998          * See man buf(9) for more information
2999          */
3000         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3001         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3002         resid = bp->b_bufsize;
3003         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3004         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3005         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3006                 m = bp->b_pages[i];
3007                 if (m == bogus_page)
3008                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3009                 bp->b_pages[i] = NULL;
3010
3011                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3012                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3013                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3014                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3015                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3016                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3017                 vm_page_sunbusy(m);
3018                 vm_page_release_locked(m, flags);
3019                 resid -= presid;
3020                 poffset = 0;
3021         }
3022         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3023         bp->b_npages = 0;
3024 }
3025
3026 /*
3027  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3028  */
3029 static void
3030 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3031 {
3032         vm_object_t obj;
3033         vm_page_t m;
3034         int flags, i;
3035
3036         if (bp->b_npages == desiredpages)
3037                 return;
3038
3039         if (buf_mapped(bp)) {
3040                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3041                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3042                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3043         } else
3044                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3045
3046         /*
3047          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3048          */
3049         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3050         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3051                 flags |= VPR_TRYFREE;
3052                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3053                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3054         } else {
3055                 obj = NULL;
3056         }
3057         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3058                 m = bp->b_pages[i];
3059                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3060                 bp->b_pages[i] = NULL;
3061                 if (obj != NULL)
3062                         vm_page_release_locked(m, flags);
3063                 else
3064                         vm_page_release(m, flags);
3065         }
3066         if (obj != NULL)
3067                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3068         bp->b_npages = desiredpages;
3069 }
3070
3071 /*
3072  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3073  */
3074 static void
3075 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3076 {
3077         /*
3078          * We are growing the buffer, possibly in a 
3079          * byte-granular fashion.
3080          */
3081         vm_object_t obj;
3082         vm_offset_t toff;
3083         vm_offset_t tinc;
3084         vm_page_t m;
3085
3086         /*
3087          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3088          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3089          * are not valid for the range covered by the buffer.
3090          */
3091         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3092         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3093                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3094                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3095                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3096
3097                 /*
3098                  * We must allocate system pages since blocking
3099                  * here could interfere with paging I/O, no
3100                  * matter which process we are.
3101                  *
3102                  * Only exclusive busy can be tested here.
3103                  * Blocking on shared busy might lead to
3104                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3105                  * pages are vfs_busy_pages().
3106                  */
3107                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3108                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3109                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3110                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3111                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3112                 bp->b_npages = desiredpages;
3113         }
3114
3115         /*
3116          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3117          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3118          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3119          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3120          * aligned range ( newbsize ).
3121          *
3122          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3123          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3124          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3125          * fails with NFS if the server or some other client
3126          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3127          * B_CACHE may remain set! XXX
3128          */
3129         toff = bp->b_bcount;
3130         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3131         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3132                 vm_pindex_t pi;
3133
3134                 if (tinc > (size - toff))
3135                         tinc = size - toff;
3136                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3137                 m = bp->b_pages[pi];
3138                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3139                 toff += tinc;
3140                 tinc = PAGE_SIZE;
3141         }
3142
3143         /*
3144          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3145          */
3146         if (buf_mapped(bp))
3147                 bpmap_qenter(bp);
3148         else
3149                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3150 }
3151
3152 /*
3153  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3154  * write.
3155  */
3156 static int
3157 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3158 {
3159         struct buf *bpa;
3160         int match;
3161
3162         match = 0;
3163
3164         /* If the buf isn't in core skip it */
3165         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3166                 return (0);
3167
3168         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3169         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3170                 return (0);
3171
3172         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3173         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3174             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3175                 goto done;
3176
3177         if (bpa->b_bufsize != size)
3178                 goto done;
3179
3180         /*
3181          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3182          * block has been mapped.
3183          */
3184         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3185                 match = 1;
3186 done:
3187         BUF_UNLOCK(bpa);
3188         return (match);
3189 }
3190
3191 /*
3192  *      vfs_bio_awrite:
3193  *
3194  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3195  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3196  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3197  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3198  */
3199 int
3200 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3201 {
3202         struct bufobj *bo;
3203         int i;
3204         int j;
3205         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3206         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3207         int ncl;
3208         int nwritten;
3209         int size;
3210         int maxcl;
3211         int gbflags;
3212
3213         bo = &vp->v_bufobj;
3214         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3215         /*
3216          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3217          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3218          * rather then at the beginning.
3219          */
3220         if ((vp->v_type == VREG) && 
3221             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3222             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3223                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3224                 maxcl = maxphys / size;
3225
3226                 BO_RLOCK(bo);
3227                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3228                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3229                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3230                                 break;
3231
3232                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3233                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3234                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3235                                 break;
3236                 BO_RUNLOCK(bo);
3237                 --j;
3238                 ncl = i + j;
3239                 /*
3240                  * this is a possible cluster write
3241                  */
3242                 if (ncl != 1) {
3243                         BUF_UNLOCK(bp);
3244                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3245                             gbflags);
3246                         return (nwritten);
3247                 }
3248         }
3249         bremfree(bp);
3250         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3251         /*
3252          * default (old) behavior, writing out only one block
3253          *
3254          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3255          */
3256         nwritten = bp->b_bufsize;
3257         (void) bwrite(bp);
3258
3259         return (nwritten);
3260 }
3261
3262 /*
3263  *      getnewbuf_kva:
3264  *
3265  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3266  */
3267 static int
3268 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3269 {
3270
3271         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3272                 /*
3273                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3274                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3275                  */
3276                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3277
3278                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3279                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3280                         return (ENOSPC);
3281         }
3282         return (0);
3283 }
3284
3285 /*
3286  *      getnewbuf:
3287  *
3288  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3289  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3290  *
3291  *      We block if:
3292  *              We have insufficient buffer headers
3293  *              We have insufficient buffer space
3294  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3295  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3296  *
3297  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3298  *      allocbuf() is called.
3299  */
3300 static struct buf *
3301 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3302 {
3303         struct bufdomain *bd;
3304         struct buf *bp;
3305         bool metadata, reserved;
3306
3307         bp = NULL;
3308         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3309             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3310         if (!unmapped_buf_allowed)
3311                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3312
3313         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3314             vp->v_type == VCHR)
3315                 metadata = true;
3316         else
3317                 metadata = false;
3318         if (vp == NULL)
3319                 bd = &bdomain[0];
3320         else
3321                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3322
3323         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3324         reserved = false;
3325         do {
3326                 if (reserved == false &&
3327                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3328                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3329                         continue;
3330                 }
3331                 reserved = true;
3332                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3333                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3334                         continue;
3335                 }
3336                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3337                         return (bp);
3338                 break;
3339         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3340
3341         if (reserved)
3342                 bufspace_release(bd, maxsize);
3343         if (bp != NULL) {
3344                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3345                 brelse(bp);
3346         }
3347         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3348
3349         return (NULL);
3350 }
3351
3352 /*
3353  *      buf_daemon:
3354  *
3355  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3356  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3357  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3358  */
3359 static struct kproc_desc buf_kp = {
3360         "bufdaemon",
3361         buf_daemon,
3362         &bufdaemonproc
3363 };
3364 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3365
3366 static int
3367 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3368 {
3369         int flushed;
3370
3371         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3372         if (flushed == 0) {
3373                 /*
3374                  * Could not find any buffers without rollback
3375                  * dependencies, so just write the first one
3376                  * in the hopes of eventually making progress.
3377                  */
3378                 if (vp != NULL && target > 2)
3379                         target /= 2;
3380                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3381         }
3382         return (flushed);
3383 }
3384
3385 static void
3386 buf_daemon()
3387 {
3388         struct bufdomain *bd;
3389         int speedupreq;
3390         int lodirty;
3391         int i;
3392
3393         /*
3394          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3395          */
3396         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3397             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3398
3399         /*
3400          * Start the buf clean daemons as children threads.
3401          */
3402         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3403                 int error;
3404
3405                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3406                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3407                 if (error)
3408                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3409         }
3410
3411         /*
3412          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3413          */
3414         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3415         mtx_lock(&bdlock);
3416         for (;;) {
3417                 bd_request = 0;
3418                 mtx_unlock(&bdlock);
3419
3420                 kthread_suspend_check();
3421
3422                 /*
3423                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3424                  * requests.
3425                  */
3426                 speedupreq = bd_speedupreq;
3427                 bd_speedupreq = 0;
3428
3429                 /*
3430                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3431                  * the speedup request.
3432                  */
3433                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3434                         bd = &bdomain[i];
3435                         if (speedupreq)
3436                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3437                         else
3438                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3439                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3440                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3441                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3442                                         break;
3443                                 kern_yield(PRI_USER);
3444                         }
3445                 }
3446
3447                 /*
3448                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3449                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3450                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3451                  * built up, within reason.
3452                  *
3453                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3454                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3455                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3456                  */
3457                 mtx_lock(&bdlock);
3458                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3459                         /*
3460                          * We reached our low water mark, reset the
3461                          * request and sleep until we are needed again.
3462                          * The sleep is just so the suspend code works.
3463                          */
3464                         bd_request = 0;
3465                         /*
3466                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3467                          * changed via sysctl and the explicit transition
3468                          * out of shortfall was missed.
3469                          */
3470                         bdirtywakeup();
3471                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3472                                 runningwakeup();
3473                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3474                 } else {
3475                         /*
3476                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3477                          * still have too many dirty buffers, we
3478                          * have to sleep and try again.  (rare)
3479                          */
3480                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3481                 }
3482         }
3483 }
3484
3485 /*
3486  *      flushbufqueues:
3487  *
3488  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3489  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3490  *      particularly sensitive to.
3491  */
3492 static int flushwithdeps = 0;
3493 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3494     &flushwithdeps, 0,
3495     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3496
3497 static int
3498 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3499     int flushdeps)
3500 {
3501         struct bufqueue *bq;
3502         struct buf *sentinel;
3503         struct vnode *vp;
3504         struct mount *mp;
3505         struct buf *bp;
3506         int hasdeps;
3507         int flushed;
3508         int error;
3509         bool unlock;
3510
3511         flushed = 0;
3512         bq = &bd->bd_dirtyq;
3513         bp = NULL;
3514         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3515         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3516         BQ_LOCK(bq);
3517         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3518         BQ_UNLOCK(bq);
3519         while (flushed != target) {
3520                 maybe_yield();
3521                 BQ_LOCK(bq);
3522                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3523                 if (bp != NULL) {
3524                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3525                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3526                             b_freelist);
3527                 } else {
3528                         BQ_UNLOCK(bq);
3529                         break;
3530                 }
3531                 /*
3532                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3533                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3534                  *
3535                  * Only flush the buffers that belong to the
3536                  * vnode locked by the curthread.
3537                  */
3538                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3539                     bp->b_vp != lvp)) {
3540                         BQ_UNLOCK(bq);
3541                         continue;
3542                 }
3543                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3544                 BQ_UNLOCK(bq);
3545                 if (error != 0)
3546                         continue;
3547
3548                 /*
3549                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3550                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3551                  */
3552                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3553                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3554                         BUF_UNLOCK(bp);
3555                         continue;
3556                 }
3557                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3558                         bremfreef(bp);
3559                         brelse(bp);
3560                         flushed++;
3561                         continue;
3562                 }
3563
3564                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3565                         if (flushdeps == 0) {
3566                                 BUF_UNLOCK(bp);
3567                                 continue;
3568                         }
3569                         hasdeps = 1;
3570                 } else
3571                         hasdeps = 0;
3572                 /*
3573                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3574                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3575                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3576                  * system.
3577                  *
3578                  * The lock order here is the reverse of the normal
3579                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3580                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3581                  */
3582                 vp = bp->b_vp;
3583                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3584                         BUF_UNLOCK(bp);
3585                         continue;
3586                 }
3587                 if (lvp == NULL) {
3588                         unlock = true;
3589                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3590                 } else {
3591                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3592                         unlock = false;
3593                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3594                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3595                 }
3596                 if (error == 0) {
3597                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3598                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3599                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3600                                 vfs_bio_awrite(bp);
3601                         } else {
3602                                 bremfree(bp);
3603                                 bwrite(bp);
3604                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3605                         }
3606                         vn_finished_write(mp);
3607                         if (unlock)
3608                                 VOP_UNLOCK(vp);
3609                         flushwithdeps += hasdeps;
3610                         flushed++;
3611
3612                         /*
3613                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3614                          * vnode lock leads to deadlock.
3615                          */
3616                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3617                             runningbufspace > hirunningspace)
3618                                 waitrunningbufspace();
3619                         continue;
3620                 }
3621                 vn_finished_write(mp);
3622                 BUF_UNLOCK(bp);
3623         }
3624         BQ_LOCK(bq);
3625         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3626         BQ_UNLOCK(bq);
3627         free(sentinel, M_TEMP);
3628         return (flushed);
3629 }
3630
3631 /*
3632  * Check to see if a block is currently memory resident.
3633  */
3634 struct buf *
3635 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3636 {
3637         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Returns true if no I/O is needed to access the
3642  * associated VM object.  This is like incore except
3643  * it also hunts around in the VM system for the data.
3644  */
3645 bool
3646 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3647 {
3648         vm_object_t obj;
3649         vm_offset_t toff, tinc, size;
3650         vm_page_t m, n;
3651         vm_ooffset_t off;
3652         int valid;
3653
3654         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3655
3656         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3657                 return (true);
3658         if (vp->v_mount == NULL)
3659                 return (false);
3660         obj = vp->v_object;
3661         if (obj == NULL)
3662                 return (false);
3663
3664         size = PAGE_SIZE;
3665         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3666                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3667         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3668
3669         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3670                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3671 recheck:
3672                 if (m == NULL)
3673                         return (false);
3674
3675                 tinc = size;
3676                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3677                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3678                 /*
3679                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3680                  * during the check.
3681                  */
3682                 valid = vm_page_is_valid(m,
3683                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3684                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3685                 if (m != n) {
3686                         m = n;
3687                         goto recheck;
3688                 }
3689                 if (!valid)
3690                         return (false);
3691         }
3692         return (true);
3693 }
3694
3695 /*
3696  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3697  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3698  * to the size of the buffer.
3699  *
3700  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3701  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3702  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3703  *
3704  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3705  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3706  */
3707 static void
3708 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3709 {
3710         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3711         vm_page_t m;
3712         int i;
3713
3714         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3715                 return;
3716
3717         foff = bp->b_offset;
3718         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3719             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3720
3721         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3722         vfs_setdirty_range(bp);
3723         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3724                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3725                 eoff = noff;
3726                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3727                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3728                 m = bp->b_pages[i];
3729                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3730                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3731                 foff = noff;
3732         }
3733         vfs_busy_pages_release(bp);
3734 }
3735
3736 static void
3737 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3738 {
3739         vm_offset_t boffset;
3740         vm_offset_t eoffset;
3741         int i;
3742
3743         /*
3744          * test the pages to see if they have been modified directly
3745          * by users through the VM system.
3746          */
3747         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3748                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3749
3750         /*
3751          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3752          * (eoffset - boffset) bytes.
3753          */
3754
3755         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3756                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3757                         break;
3758         }
3759         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3760
3761         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3762                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3763                         break;
3764                 }
3765         }
3766         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3767
3768         /*
3769          * Fit it to the buffer.
3770          */
3771
3772         if (eoffset > bp->b_bcount)
3773                 eoffset = bp->b_bcount;
3774
3775         /*
3776          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3777          * dirty range.
3778          */
3779
3780         if (boffset < eoffset) {
3781                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3782                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3783                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3784                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3785         }
3786 }
3787
3788 /*
3789  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3790  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3791  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3792  */
3793 static void
3794 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3795 {
3796         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3797         off_t offset;
3798
3799         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3800             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3801         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3802             bp->b_data == unmapped_buf &&
3803             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3804         if (!need_mapping && !need_kva)
3805                 return;
3806
3807         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3808
3809         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3810                 /*
3811                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3812                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3813                  * allocated space.
3814                  */
3815                 goto has_addr;
3816         }
3817
3818         /*
3819          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3820          * if the buffer was mapped.
3821          */
3822         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3823         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3824         offset = blkno * bsize;
3825         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3826         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3827
3828         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3829                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3830                         /*
3831                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3832                          * succeed, not sure what else to do.
3833                          */
3834                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3835                 }
3836                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3837                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3838         }
3839 has_addr:
3840         if (need_mapping) {
3841                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3842                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3843                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3844                 bpmap_qenter(bp);
3845         }
3846 }
3847
3848 struct buf *
3849 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3850     int flags)
3851 {
3852         struct buf *bp;
3853         int error;
3854
3855         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3856         if (error != 0)
3857                 return (NULL);
3858         return (bp);
3859 }
3860
3861 /*
3862  *      getblkx:
3863  *
3864  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3865  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3866  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3867  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3868  *      READ.
3869  *
3870  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3871  *      an existing buffer.
3872  *
3873  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3874  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3875  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3876  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3877  *
3878  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3879  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3880  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3881  *      backing VM.
3882  *
3883  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3884  *      B_CACHE bit is clear.
3885  *
3886  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3887  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3888  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3889  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3890  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3891  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3892  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3893  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3894  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3895  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3896  *
3897  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3898  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3899  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3900  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3901  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3902  *      for blkno and dblkno.
3903  */
3904 int
3905 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3906     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3907 {
3908         struct buf *bp;
3909         struct bufobj *bo;
3910         daddr_t d_blkno;
3911         int bsize, error, maxsize, vmio;
3912         off_t offset;
3913
3914         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3915         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3916             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3917         if (vp->v_type != VCHR)
3918                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3919         if (size > maxbcachebuf)
3920                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3921                     maxbcachebuf);
3922         if (!unmapped_buf_allowed)
3923                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3924
3925         bo = &vp->v_bufobj;
3926         d_blkno = dblkno;
3927
3928         /* Attempt lockless lookup first. */
3929         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3930         if (bp == NULL)
3931                 goto newbuf_unlocked;
3932
3933         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3934             0);
3935         if (error != 0)
3936                 goto loop;
3937
3938         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3939         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3940                 goto foundbuf_fastpath;
3941
3942         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3943         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3944
3945 loop:
3946         BO_RLOCK(bo);
3947         bp = gbincore(bo, blkno);
3948         if (bp != NULL) {
3949                 int lockflags;
3950
3951                 /*
3952                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3953                  * it must be on a queue.
3954                  */
3955                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3956                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3957
3958                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3959                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3960
3961                 /*
3962                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3963                  * the buffer changed identities.
3964                  */
3965                 if (error == ENOLCK)
3966                         goto loop;
3967                 /* We timed out or were interrupted. */
3968                 else if (error != 0)
3969                         return (error);
3970
3971 foundbuf_fastpath:
3972                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3973                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3974                         goto end;
3975
3976                 /*
3977                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3978                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3979                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3980                  * backing VM cache.
3981                  */
3982                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3983                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3984                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3985                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3986                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3987                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3988                 else
3989                         bremfree(bp);
3990
3991                 /*
3992                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3993                  */
3994                 if (bp->b_bcount != size) {
3995                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3996                             (size > bp->b_kvasize)) {
3997                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3998                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3999                                         bwrite(bp);
4000                                 } else {
4001                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4002                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4003                                                 brelse(bp);
4004                                         } else {
4005                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4006                                                 bwrite(bp);
4007                                         }
4008                                 }
4009                                 goto loop;
4010                         }
4011                 }
4012
4013                 /*
4014                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4015                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4016                  * reservation is requested.
4017                  */
4018                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4019
4020                 /*
4021                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4022                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4023                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4024                  * unchanged from its previous state.
4025                  */
4026                 allocbuf(bp, size);
4027
4028                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4029                     ("getblk: no buffer offset"));
4030
4031                 /*
4032                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4033                  * be committed before we can return the buffer in
4034                  * order to prevent the caller from issuing a read
4035                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4036                  * it.
4037                  *
4038                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4039                  * operate properly either because they assume they
4040                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4041                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4042                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4043                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4044                  * preventing further loops.
4045                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4046                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4047                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4048                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4049                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4050                  * after the write.
4051                  *
4052                  * We might be able to do something fancy, like setting
4053                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4054                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4055                  * confusing.  This is much easier.
4056                  */
4057
4058                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4059                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4060                         bwrite(bp);
4061                         goto loop;
4062                 }
4063                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4064         } else {
4065                 /*
4066                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4067                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4068                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4069                  */
4070                 BO_RUNLOCK(bo);
4071 newbuf_unlocked:
4072                 /*
4073                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4074                  * here.
4075                  */
4076                 if (flags & GB_NOCREAT)
4077                         return (EEXIST);
4078
4079                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4080                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4081                 offset = blkno * bsize;
4082                 vmio = vp->v_object != NULL;
4083                 if (vmio) {
4084                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4085                 } else {
4086                         maxsize = size;
4087                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4088                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4089                 }
4090                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4091                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4092                     !vn_isdisk(vp)) {
4093                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4094                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4095                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4096                             vp));
4097                         if (error != 0)
4098                                 return (error);
4099                         if (d_blkno == -1)
4100                                 return (EJUSTRETURN);
4101                 }
4102
4103                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4104                 if (bp == NULL) {
4105                         if (slpflag || slptimeo)
4106                                 return (ETIMEDOUT);
4107                         /*
4108                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4109                          * enough to work under very low memory conditions.
4110                          *
4111                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4112                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4113                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4114                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4115                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4116                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4117                          * This never happens because we never yield.
4118                          *
4119                          * The real solution is to identify and fix these cases
4120                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4121                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4122                          */
4123                         kern_yield(PRI_USER);
4124                         goto loop;
4125                 }
4126
4127                 /*
4128                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4129                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4130                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4131                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4132                  * throw away the one we just created.
4133                  *
4134                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4135                  * with the vp especially considering limitations in
4136                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4137                  * lblkno's.
4138                  */
4139                 BO_LOCK(bo);
4140                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4141                         BO_UNLOCK(bo);
4142                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4143                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4144                         brelse(bp);
4145                         goto loop;
4146                 }
4147
4148                 /*
4149                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4150                  * be found by incore.
4151                  */
4152                 bp->b_lblkno = blkno;
4153                 bp->b_blkno = d_blkno;
4154                 bp->b_offset = offset;
4155                 bgetvp(vp, bp);
4156                 BO_UNLOCK(bo);
4157
4158                 /*
4159                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4160                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4161                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4162                  * backing store for validity.
4163                  */
4164
4165                 if (vmio) {
4166                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4167                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4168                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4169                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4170                 } else {
4171                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4172                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4173                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4174                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4175                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4176                 }
4177
4178                 allocbuf(bp, size);
4179                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4180                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4181         }
4182         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4183 end:
4184         buf_track(bp, __func__);
4185         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4186             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4187         *bpp = bp;
4188         return (0);
4189 }
4190
4191 /*
4192  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4193  * set to B_INVAL.
4194  */
4195 struct buf *
4196 geteblk(int size, int flags)
4197 {
4198         struct buf *bp;
4199         int maxsize;
4200
4201         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4202         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4203                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4204                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4205                         return (NULL);
4206         }
4207         allocbuf(bp, size);
4208         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4209         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4210         return (bp);
4211 }
4212
4213 /*
4214  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4215  */
4216 static void
4217 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4218 {
4219
4220         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4221                 /*
4222                  * malloced buffers are not shrunk
4223                  */
4224                 if (newbsize == 0) {
4225                         bufmallocadjust(bp, 0);
4226                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4227                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4228                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4229                 }
4230                 return;
4231         }
4232         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4233         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4234 }
4235
4236 /*
4237  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4238  */
4239 static void
4240 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4241 {
4242         caddr_t origbuf;
4243         int origbufsize;
4244
4245         /*
4246          * We only use malloced memory on the first allocation.
4247          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4248          * grows.
4249          *
4250          * There is a potential smp race here that could lead
4251          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4252          * is probably extremely rare and not worth worrying
4253          * over.
4254          */
4255         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4256             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4257                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4258                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4259                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4260                 return;
4261         }
4262
4263         /*
4264          * If the buffer is growing on its other-than-first
4265          * allocation then we revert to the page-allocation
4266          * scheme.
4267          */
4268         origbuf = NULL;
4269         origbufsize = 0;
4270         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4271                 origbuf = bp->b_data;
4272                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4273                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4274                 bufmallocadjust(bp, 0);
4275                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4276                 newbsize = round_page(newbsize);
4277         }
4278         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4279             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4280         if (origbuf != NULL) {
4281                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4282                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4283         }
4284         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4285 }
4286
4287 /*
4288  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4289  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4290  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4291  * resize a buffer up or down.
4292  *
4293  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4294  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4295  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4296  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4297  *
4298  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4299  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4300  */
4301 int
4302 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4303 {
4304         int newbsize;
4305
4306         if (bp->b_bcount == size)
4307                 return (1);
4308
4309         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4310                 panic("allocbuf: buffer too small");
4311
4312         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4313         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4314                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4315                         newbsize = round_page(newbsize);
4316                 /*
4317                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4318                  * mess with B_CACHE.
4319                  */
4320                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4321                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4322                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4323                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4324         } else {
4325                 int desiredpages;
4326
4327                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4328                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4329
4330                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4331                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4332                 /*
4333                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4334                  * 0-length.
4335                  */
4336                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4337                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4338
4339                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4340                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4341                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4342                 else if (size > bp->b_bcount)
4343                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4344                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4345         }
4346         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4347         return (1);
4348 }
4349
4350 extern int inflight_transient_maps;
4351
4352 static struct bio_queue nondump_bios;
4353
4354 void
4355 biodone(struct bio *bp)
4356 {
4357         struct mtx *mtxp;
4358         void (*done)(struct bio *);
4359         vm_offset_t start, end;
4360
4361         biotrack(bp, __func__);
4362
4363         /*
4364          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4365          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4366          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4367          * to keep the system usable after it has been resumed.
4368          */
4369         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4370                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4371                 return;
4372         }
4373         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4374                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4375                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4376                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4377                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4378                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4379                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4380                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4381                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4382         }
4383         done = bp->bio_done;
4384         if (done == NULL) {
4385                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4386                 mtx_lock(mtxp);
4387                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4388                 wakeup(bp);
4389                 mtx_unlock(mtxp);
4390         } else
4391                 done(bp);
4392 }
4393
4394 /*
4395  * Wait for a BIO to finish.
4396  */
4397 int
4398 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4399 {
4400         struct mtx *mtxp;
4401
4402         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4403         mtx_lock(mtxp);
4404         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4405                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4406         mtx_unlock(mtxp);
4407         if (bp->bio_error != 0)
4408                 return (bp->bio_error);
4409         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4410                 return (0);
4411         return (EIO);
4412 }
4413
4414 void
4415 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4416 {
4417
4418         if (error) {
4419                 bp->bio_error = error;
4420                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4421         }
4422         if (stat != NULL)
4423                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4424         biodone(bp);
4425 }
4426
4427 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4428 void
4429 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4430 {
4431
4432         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4433 }
4434 #endif
4435
4436 /*
4437  *      bufwait:
4438  *
4439  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4440  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4441  *      error and cleared.
4442  */
4443 int
4444 bufwait(struct buf *bp)
4445 {
4446         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4447                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4448         else
4449                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4450         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4451                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4452                 return (EINTR);
4453         }
4454         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4455                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4456         } else {
4457                 return (0);
4458         }
4459 }
4460
4461 /*
4462  *      bufdone:
4463  *
4464  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4465  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4466  *      not allowed.
4467  *
4468  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4469  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4470  *      assuming B_INVAL is clear.
4471  *
4472  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4473  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4474  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4475  *
4476  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4477  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4478  *      in the biodone routine.
4479  */
4480 void
4481 bufdone(struct buf *bp)
4482 {
4483         struct bufobj *dropobj;
4484         void    (*biodone)(struct buf *);
4485
4486         buf_track(bp, __func__);
4487         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4488         dropobj = NULL;
4489
4490         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4491
4492         runningbufwakeup(bp);
4493         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4494                 dropobj = bp->b_bufobj;
4495         /* call optional completion function if requested */
4496         if (bp->b_iodone != NULL) {
4497                 biodone = bp->b_iodone;
4498                 bp->b_iodone = NULL;
4499                 (*biodone) (bp);
4500                 if (dropobj)
4501                         bufobj_wdrop(dropobj);
4502                 return;
4503         }
4504         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4505                 /*
4506                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4507                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4508                  * routines.
4509                  */
4510                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4511                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4512                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4513                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4514                 vfs_vmio_iodone(bp);
4515         }
4516         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4517                 buf_complete(bp);
4518         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4519                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4520                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4521                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4522                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4523         }
4524         /*
4525          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4526          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4527          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4528          */
4529         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4530                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4531                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4532                         brelse(bp);
4533                 else
4534                         bqrelse(bp);
4535         } else
4536                 bdone(bp);
4537         if (dropobj)
4538                 bufobj_wdrop(dropobj);
4539 }
4540
4541 /*
4542  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4543  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4544  * consistent.
4545  */
4546 void
4547 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4548 {
4549         int i;
4550         vm_object_t obj;
4551         vm_page_t m;
4552
4553         runningbufwakeup(bp);
4554         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4555                 return;
4556
4557         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4558         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4559                 m = bp->b_pages[i];
4560                 if (m == bogus_page) {
4561                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4562                         if (!m)
4563                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4564                         bp->b_pages[i] = m;
4565                         if (buf_mapped(bp)) {
4566                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4567                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4568                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4569                         } else
4570                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4571                 }
4572                 vm_page_sunbusy(m);
4573         }
4574         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4575 }
4576
4577 /*
4578  * vfs_page_set_valid:
4579  *
4580  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4581  *      range is restricted to the buffer's size.
4582  *
4583  *      This routine is typically called after a read completes.
4584  */
4585 static void
4586 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4587 {
4588         vm_ooffset_t eoff;
4589
4590         /*
4591          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4592          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4593          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4594          * allocation size of the buffer.
4595          */
4596         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4597         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4598                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4599
4600         /*
4601          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4602          * entire page.
4603          */
4604         if (eoff > off)
4605                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4606 }
4607
4608 /*
4609  * vfs_page_set_validclean:
4610  *
4611  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4612  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4613  */
4614 static void
4615 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4616 {
4617         vm_ooffset_t soff, eoff;
4618
4619         /*
4620          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4621          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4622          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4623          * of the buffer.
4624          */
4625         soff = off;
4626         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4627         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4628                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4629
4630         /*
4631          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4632          * entire page.
4633          */
4634         if (eoff > soff) {
4635                 vm_page_set_validclean(
4636                     m,
4637                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4638                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4639                 );
4640         }
4641 }
4642
4643 /*
4644  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4645  */
4646 void
4647 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4648 {
4649         int i;
4650
4651         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4652                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4653 }
4654
4655 void
4656 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4657 {
4658         int i;
4659
4660         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4661                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4662 }
4663
4664 /*
4665  * This routine is called before a device strategy routine.
4666  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4667  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4668  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4669  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4670  * inconsistent.
4671  *
4672  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4673  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4674  * and should be ignored.
4675  */
4676 void
4677 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4678 {
4679         vm_object_t obj;
4680         vm_ooffset_t foff;
4681         vm_page_t m;
4682         int i;
4683         bool bogus;
4684
4685         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4686                 return;
4687
4688         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4689         foff = bp->b_offset;
4690         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4691             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4692         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4693                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4694                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4695         }
4696         if (bp->b_bufsize != 0)
4697                 vfs_setdirty_range(bp);
4698         bogus = false;
4699         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4700                 m = bp->b_pages[i];
4701                 vm_page_assert_sbusied(m);
4702
4703                 /*
4704                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4705                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4706                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4707                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4708                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4709                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4710                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4711                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4712                  * first place ).  The replacement prevents the read
4713                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4714                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4715                  * It may not work properly with small-block devices.
4716                  * We need to find a better way.
4717                  */
4718                 if (clear_modify) {
4719                         pmap_remove_write(m);
4720                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4721                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4722                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4723                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4724                         bogus = true;
4725                 }
4726                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4727         }
4728         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4729                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4730                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4731                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4732         }
4733 }
4734
4735 /*
4736  *      vfs_bio_set_valid:
4737  *
4738  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4739  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4740  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4741  *      page.
4742  */
4743 void
4744 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4745 {
4746         int i, n;
4747         vm_page_t m;
4748
4749         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4750                 return;
4751
4752         /*
4753          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4754          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4755          * first page that can be validated.
4756          */
4757         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4758         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4759
4760         /*
4761          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4762          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4763          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4764          * other page validation.
4765          */
4766         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4767         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4768                 m = bp->b_pages[i];
4769                 if (n > size)
4770                         n = size;
4771                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4772                 base += n;
4773                 size -= n;
4774                 n = PAGE_SIZE;
4775         }
4776         vfs_busy_pages_release(bp);
4777 }
4778
4779 /*
4780  *      vfs_bio_clrbuf:
4781  *
4782  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4783  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4784  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4785  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4786  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4787  *
4788  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4789  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4790  */
4791 void
4792 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4793 {
4794         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4795
4796         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4797                 clrbuf(bp);
4798                 return;
4799         }
4800         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4801         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4802         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4803         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4804         slide = 0;
4805         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4806                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4807                 ea = slide & PAGE_MASK;
4808                 if (ea == 0)
4809                         ea = PAGE_SIZE;
4810                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4811                         continue;
4812                 j = sa / DEV_BSIZE;
4813                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4814                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4815                         continue;
4816                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4817                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4818                 else {
4819                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4820                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4821                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4822                                             sa, DEV_BSIZE);
4823                                 }
4824                         }
4825                 }
4826                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4827                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4828         }
4829         vfs_busy_pages_release(bp);
4830         bp->b_resid = 0;
4831 }
4832
4833 void
4834 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4835 {
4836         vm_page_t m;
4837         int i, n;
4838
4839         if (buf_mapped(bp)) {
4840                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4841                 bzero(bp->b_data + base, size);
4842         } else {
4843                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4844                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4845                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4846                         m = bp->b_pages[i];
4847                         if (n > size)
4848                                 n = size;
4849                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4850                         base += n;
4851                         size -= n;
4852                         n = PAGE_SIZE;
4853                 }
4854         }
4855 }
4856
4857 /*
4858  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4859  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4860  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4861  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4862  */
4863 static void
4864 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4865 {
4866
4867         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4868             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4869
4870         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4871                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4872         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4873                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4874         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4875                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4876                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4877                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4878                 if (release)
4879                         brelse(bp);
4880         } else if (release)
4881                 bqrelse(bp);
4882 }
4883
4884 void
4885 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4886 {
4887
4888         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4889 }
4890
4891 void
4892 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4893 {
4894
4895         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4896 }
4897
4898 /*
4899  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4900  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4901  * not associated with a file object.
4902  */
4903 static void
4904 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4905 {
4906         vm_offset_t pg;
4907         vm_page_t p;
4908         int index;
4909
4910         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4911
4912         to = round_page(to);
4913         from = round_page(from);
4914         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4915         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4916         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4917             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4918             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4919
4920         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4921                 /*
4922                  * note: must allocate system pages since blocking here
4923                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4924                  * process we are.
4925                  */
4926                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4927                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4928                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4929                 bp->b_pages[index] = p;
4930         }
4931         bp->b_npages = index;
4932 }
4933
4934 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4935 static void
4936 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4937 {
4938         vm_offset_t from;
4939         vm_page_t p;
4940         int index, newnpages;
4941
4942         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4943
4944         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4945         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4946         if (bp->b_npages > newnpages)
4947                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4948         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4949                 p = bp->b_pages[index];
4950                 bp->b_pages[index] = NULL;
4951                 vm_page_unwire_noq(p);
4952                 vm_page_free(p);
4953         }
4954         bp->b_npages = newnpages;
4955 }
4956
4957 /*
4958  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4959  *
4960  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4961  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4962  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4963  *
4964  * Note that even if the caller determines that the address space should
4965  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4966  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4967  * check the return value.
4968  *
4969  * This function only works with pager buffers.
4970  */
4971 int
4972 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
4973 {
4974         vm_prot_t prot;
4975         int pidx;
4976
4977         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
4978         prot = VM_PROT_READ;
4979         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4980                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4981         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4982             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
4983         if (pidx < 0)
4984                 return (-1);
4985         bp->b_bufsize = len;
4986         bp->b_npages = pidx;
4987         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
4988         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4989                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4990                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4991         } else
4992                 bp->b_data = unmapped_buf;
4993         return (0);
4994 }
4995
4996 /*
4997  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4998  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4999  *
5000  * This function only works with pager buffers.
5001  */
5002 void
5003 vunmapbuf(struct buf *bp)
5004 {
5005         int npages;
5006
5007         npages = bp->b_npages;
5008         if (buf_mapped(bp))
5009                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5010         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5011
5012         bp->b_data = unmapped_buf;
5013 }
5014
5015 void
5016 bdone(struct buf *bp)
5017 {
5018         struct mtx *mtxp;
5019
5020         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5021         mtx_lock(mtxp);
5022         bp->b_flags |= B_DONE;
5023         wakeup(bp);
5024         mtx_unlock(mtxp);
5025 }
5026
5027 void
5028 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5029 {
5030         struct mtx *mtxp;
5031
5032         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5033         mtx_lock(mtxp);
5034         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5035                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5036         mtx_unlock(mtxp);
5037 }
5038
5039 int
5040 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5041 {
5042
5043         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5044 }
5045
5046 void
5047 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5048 {
5049         int i __unused;
5050         struct vnode *vp;
5051
5052         vp = bp->b_vp;
5053         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5054         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5055             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5056         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5057         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5058 }
5059
5060 /*
5061  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5062  */
5063 void
5064 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5065 {
5066         static volatile int bufobj_cleanq;
5067
5068         bo->bo_domain =
5069             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5070         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5071         bo->bo_private = private;
5072         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5073         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5074 }
5075
5076 void
5077 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5078 {
5079
5080         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5081         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5082         bo->bo_numoutput++;
5083 }
5084
5085 void
5086 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5087 {
5088
5089         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5090         BO_LOCK(bo);
5091         bo->bo_numoutput++;
5092         BO_UNLOCK(bo);
5093 }
5094
5095 void
5096 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5097 {
5098
5099         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5100         BO_LOCK(bo);
5101         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5102         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5103                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5104                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5105         }
5106         BO_UNLOCK(bo);
5107 }
5108
5109 int
5110 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5111 {
5112         int error;
5113
5114         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5115         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5116         error = 0;
5117         while (bo->bo_numoutput) {
5118                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5119                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5120                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5121                 if (error)
5122                         break;
5123         }
5124         return (error);
5125 }
5126
5127 /*
5128  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5129  */
5130 void
5131 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5132 {
5133
5134         if (!buf_mapped(bp)) {
5135                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5136                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5137                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5138                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5139                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5140                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5141                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5142                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5143                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5144                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5145         } else {
5146                 bip->bio_data = bp->b_data;
5147                 bip->bio_ma = NULL;
5148         }
5149 }
5150
5151 /*
5152  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5153  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5154  * to data corruption.
5155  *
5156  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5157  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5158  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5159  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5160  *
5161  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5162  * earlier chips, it should be flipped back off.
5163  */
5164 #ifdef  __mips__
5165 static int buf_pager_relbuf = 1;
5166 #else
5167 static int buf_pager_relbuf = 0;
5168 #endif
5169 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5170     &buf_pager_relbuf, 0,
5171     "Make buffer pager release buffers after reading");
5172
5173 /*
5174  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5175  *
5176  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5177  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5178  * device block size is greater than the machine page size.  The
5179  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5180  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5181  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5182  * pages.
5183  *
5184  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5185  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5186  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5187  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5188  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5189  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5190  */
5191 int
5192 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5193     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5194     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5195 {
5196         vm_page_t m;
5197         vm_object_t object;
5198         struct buf *bp;
5199         struct mount *mp;
5200         daddr_t lbn, lbnp;
5201         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5202         long bo_bs, bsize;
5203         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5204         bool redo, lpart;
5205
5206         object = vp->v_object;
5207         mp = vp->v_mount;
5208         error = 0;
5209         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5210         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5211                 return (VM_PAGER_BAD);
5212
5213         /*
5214          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5215          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5216          * and the start of the potential read-ahead region.
5217          */
5218         la += PAGE_SIZE;
5219         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5220         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5221             &bo_bs);
5222         if (error != 0)
5223                 return (VM_PAGER_ERROR);
5224
5225         /*
5226          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5227          */
5228         pgsin = count;
5229         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5230         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5231         pgsin += pgsin_b;
5232         if (rbehind != NULL)
5233                 *rbehind = pgsin_b;
5234         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5235         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5236                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5237                     PAGE_SIZE) - la);
5238         pgsin += pgsin_a;
5239         if (rahead != NULL)
5240                 *rahead = pgsin_a;
5241         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5242         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5243
5244         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5245             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5246 again:
5247         for (i = 0; i < count; i++) {
5248                 if (ma[i] != bogus_page)
5249                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5250         }
5251
5252         lbnp = -1;
5253         for (i = 0; i < count; i++) {
5254                 m = ma[i];
5255                 if (m == bogus_page)
5256                         continue;
5257
5258                 /*
5259                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5260                  * owned, which together allow for the pages'
5261                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5262                  * useless creation of the buffer for the most typical
5263                  * case when invalidation is not used in redo or for
5264                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5265                  * the end of the function catches the race in a
5266                  * reliable way (protected by the object lock).
5267                  */
5268                 if (vm_page_all_valid(m))
5269                         continue;
5270
5271                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5272                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5273                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5274                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5275                         if (lbn == lbnp)
5276                                 goto next_page;
5277                         lbnp = lbn;
5278
5279                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5280                         if (error == 0)
5281                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5282                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5283                         if (error != 0)
5284                                 goto end_pages;
5285                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5286                                 crfree(bp->b_rcred);
5287                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5288                         }
5289                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5290                                 /*
5291                                  * Invalidation clears m->valid, but
5292                                  * may leave B_CACHE flag if the
5293                                  * buffer existed at the invalidation
5294                                  * time.  In this case, recycle the
5295                                  * buffer to do real read on next
5296                                  * bread() after redo.
5297                                  *
5298                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5299                                  * necessary, enable to reduce buf
5300                                  * cache pressure.
5301                                  */
5302                                 if (buf_pager_relbuf ||
5303                                     !vm_page_all_valid(m))
5304                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5305
5306                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5307                                 brelse(bp);
5308                         } else {
5309                                 bqrelse(bp);
5310                         }
5311                 }
5312                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5313                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5314                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5315                 if (i == count - 1 && lpart) {
5316                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5317                             !vm_page_all_valid(m))
5318                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5319                 }
5320 next_page:;
5321         }
5322 end_pages:
5323
5324         redo = false;
5325         for (i = 0; i < count; i++) {
5326                 if (ma[i] == bogus_page)
5327                         continue;
5328                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5329                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5330                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5331                             VM_ALLOC_NORMAL);
5332                 }
5333
5334                 /*
5335                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5336                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5337                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5338                  * relinguish, they could have been invalidated.
5339                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5340                  *
5341                  * Note that the last page is made fully valid in the
5342                  * read loop, and partial validity for the page at
5343                  * index count - 1 could mean that the page was
5344                  * invalidated or removed, so we must restart for
5345                  * safety as well.
5346                  */
5347                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5348                         redo = true;
5349         }
5350         if (redo && error == 0)
5351                 goto again;
5352         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5353 }
5354
5355 #include "opt_ddb.h"
5356 #ifdef DDB
5357 #include <ddb/ddb.h>
5358
5359 /* DDB command to show buffer data */
5360 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5361 {
5362         /* get args */
5363         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5364 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5365         uint32_t i, j;
5366 #endif
5367
5368         if (!have_addr) {
5369                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5370                 return;
5371         }
5372
5373         db_printf("buf at %p\n", bp);
5374         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5375             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5376             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5377         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5378             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5379             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5380         db_printf(
5381             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5382             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5383             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5384             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5385             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5386             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5387         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5388             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5389         if (bp->b_npages) {
5390                 int i;
5391                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5392                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5393                         vm_page_t m;
5394                         m = bp->b_pages[i];
5395                         if (m != NULL)
5396                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5397                                     (u_long)m->pindex,
5398                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5399                         else
5400                                 db_printf("( ??? )");
5401                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5402                                 db_printf(",");
5403                 }
5404                 db_printf("\n");
5405         }
5406         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5407 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5408         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5409
5410         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5411         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5412                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5413                         continue;
5414                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5415                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5416         }
5417 #elif defined(BUF_TRACKING)
5418         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5419 #endif
5420         db_printf(" ");
5421 }
5422
5423 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5424 {
5425         struct bufdomain *bd;
5426         struct buf *bp;
5427         long total;
5428         int i, j, cnt;
5429
5430         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5431
5432         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5433                 bd = &bdomain[i];
5434                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5435                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5436                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5437                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5438                 db_printf("\n");
5439                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5440                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5441                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5442                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5443                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5444                 db_printf("\n");
5445                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5446                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5447                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5448                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5449                 db_printf("\n");
5450                 total = 0;
5451                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5452                         total += bp->b_bufsize;
5453                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5454                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5455                 total = 0;
5456                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5457                         total += bp->b_bufsize;
5458                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5459                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5460                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5461                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5462                 db_printf("\tCPU ");
5463                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5464                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5465                 db_printf("\n");
5466                 cnt = 0;
5467                 total = 0;
5468                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5469                         bp = nbufp(j);
5470                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5471                                 cnt++;
5472                                 total += bp->b_bufsize;
5473                         }
5474                 }
5475                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5476                 cnt = 0;
5477                 total = 0;
5478                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5479                         bp = nbufp(j);
5480                         if (bp->b_domain == i) {
5481                                 cnt++;
5482                                 total += bp->b_bufsize;
5483                         }
5484                 }
5485                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5486         }
5487 }
5488
5489 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5490 {
5491         struct buf *bp;
5492         int i;
5493
5494         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5495                 bp = nbufp(i);
5496                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5497                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5498                         db_printf("\n");
5499                         if (db_pager_quit)
5500                                 break;
5501                 }
5502         }
5503 }
5504
5505 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5506 {
5507         struct vnode *vp;
5508         struct buf *bp;
5509
5510         if (!have_addr) {
5511                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5512                 return;
5513         }
5514         vp = (struct vnode *)addr;
5515         db_printf("Clean buffers:\n");
5516         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5517                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5518                 db_printf("\n");
5519         }
5520         db_printf("Dirty buffers:\n");
5521         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5522                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5523                 db_printf("\n");
5524         }
5525 }
5526
5527 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5528 {
5529         struct buf *bp;
5530         int i, used = 0, nfree = 0;
5531
5532         if (have_addr) {
5533                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5534                 return;
5535         }
5536
5537         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5538                 bp = nbufp(i);
5539                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5540                         nfree++;
5541                 else
5542                         used++;
5543         }
5544
5545         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5546             nfree + used);
5547         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5548 }
5549 #endif /* DDB */