]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
zfs: merge openzfs/zfs@21bd76613 (zfs-2.1-release) into stable/13
[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         bool            bd_shutdown;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
139         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
140         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
141 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
142
143 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
144 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
145 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
147 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
148 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
149 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
150 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
151
152 static char *buf;               /* buffer header pool */
153 static struct buf *
154 nbufp(unsigned i)
155 {
156         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
157             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
158 }
159
160 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
161
162 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
163 struct proc *bufdaemonproc;
164
165 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
166 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
167                 vm_offset_t to);
168 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
169 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
170                 vm_page_t m);
171 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
172 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
173 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
174 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
175 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
176 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
177                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
178 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
179                 void (*)(struct buf *));
180 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
181 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
182 static void buf_daemon(void);
183 static __inline void bd_wakeup(void);
184 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
185 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
186 static void bufkva_free(struct buf *);
187 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
188 static void buf_release(void *, void **, int);
189 static void maxbcachebuf_adjust(void);
190 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
191 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
192 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
193 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
194 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
195             const char *lockname);
196 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
197 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
198 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
199 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200
201 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
202 int vmiodirenable = TRUE;
203 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
204     "Use the VM system for directory writes");
205 long runningbufspace;
206 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
207     "Amount of presently outstanding async buffer io");
208 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
209     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
210 static counter_u64_t bufkvaspace;
211 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
212     "Kernel virtual memory used for buffers");
213 static long maxbufspace;
214 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
215     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
216     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
217     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
218 static long bufmallocspace;
219 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
220     "Amount of malloced memory for buffers");
221 static long maxbufmallocspace;
222 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
223     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
224 static long lobufspace;
225 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
226     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
227     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
228     "Minimum amount of buffers we want to have");
229 long hibufspace;
230 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
231     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
232     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
233     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
234 long bufspacethresh;
235 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
236     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
237     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
238     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
239 static counter_u64_t buffreekvacnt;
240 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
241     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
242 static counter_u64_t bufdefragcnt;
243 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
244     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
245 static long lorunningspace;
246 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
247     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
248     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
249 static long hirunningspace;
250 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
251     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
252     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
253 int dirtybufferflushes;
254 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
255     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
256 int bdwriteskip;
257 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
258     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
259 int altbufferflushes;
260 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
261     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
262 static int recursiveflushes;
263 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
264     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
265 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
266 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
267     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
268     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
269 static int lodirtybuffers;
270 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
271     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
272     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
273     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
274 static int hidirtybuffers;
275 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
276     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
277     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
278     "When the number of dirty buffers is considered severe");
279 int dirtybufthresh;
280 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
281     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
282     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
283     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
284 static int numfreebuffers;
285 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
286     "Number of free buffers");
287 static int lofreebuffers;
288 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
289     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
290     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
291    "Target number of free buffers");
292 static int hifreebuffers;
293 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
294     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
295     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
296    "Threshold for clean buffer recycling");
297 static counter_u64_t getnewbufcalls;
298 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
299    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
300 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
301 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
302     &getnewbufrestarts,
303     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
304 static counter_u64_t mappingrestarts;
305 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
306     &mappingrestarts,
307     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
308     "unmapped buffer");
309 static counter_u64_t numbufallocfails;
310 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
311     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
312 static int flushbufqtarget = 100;
313 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
314     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
315 static counter_u64_t notbufdflushes;
316 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
317     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
318 static long barrierwrites;
319 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
320     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
321 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
322     &unmapped_buf_allowed, 0,
323     "Permit the use of the unmapped i/o");
324 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
325 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
326     "Maximum size of a buffer cache block");
327
328 /*
329  * This lock synchronizes access to bd_request.
330  */
331 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
332
333 /*
334  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
335  * waitrunningbufspace().
336  */
337 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
338
339 /*
340  * Lock that protects bdirtywait.
341  */
342 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
343
344 /*
345  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
346  */
347 static bool bd_shutdown;
348
349 /*
350  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
351  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
352  * is idling.
353  */
354 static int bd_request;
355
356 /*
357  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
358  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
359  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
360  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
361  */
362 static int bd_speedupreq;
363
364 /*
365  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
366  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
367  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
368  */
369 static int runningbufreq;
370
371 /*
372  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
373  */
374 static int bdirtywait;
375
376 /*
377  * Definitions for the buffer free lists.
378  */
379 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
380 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
381 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
382 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
383 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
384
385 /* Maximum number of buffer domains. */
386 #define BUF_DOMAINS     8
387
388 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
389 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
390
391 /* Configured number of clean queues. */
392 static int __read_mostly buf_domains;
393
394 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
395 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
396 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
397
398 /*
399  * per-cpu empty buffer cache.
400  */
401 uma_zone_t buf_zone;
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_adjust:
633  *
634  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
635  *      waking any waiters.
636  */
637 static void
638 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
639 {
640         struct bufdomain *bd;
641         long space;
642         int diff;
643
644         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
645             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
646         bd = bufdomain(bp);
647         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
648         if (diff < 0) {
649                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
650         } else if (diff > 0) {
651                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
652                 /* Wake up the daemon on the transition. */
653                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
654                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
655                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
656         }
657         bp->b_bufsize = bufsize;
658 }
659
660 /*
661  *      bufspace_reserve:
662  *
663  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
664  *      different space limit than data.
665  */
666 static int
667 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
668 {
669         long limit, new;
670         long space;
671
672         if (metadata)
673                 limit = bd->bd_maxbufspace;
674         else
675                 limit = bd->bd_hibufspace;
676         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
677         new = space + size;
678         if (new > limit) {
679                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
680                 return (ENOSPC);
681         }
682
683         /* Wake up the daemon on the transition. */
684         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
685                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
686
687         return (0);
688 }
689
690 /*
691  *      bufspace_release:
692  *
693  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
694  */
695 static void
696 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
697 {
698
699         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
700 }
701
702 /*
703  *      bufspace_wait:
704  *
705  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
706  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
707  *      operation must be re-tried on return.
708  */
709 static void
710 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
711     int slpflag, int slptimeo)
712 {
713         struct thread *td;
714         int error, fl, norunbuf;
715
716         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
717                 return;
718
719         td = curthread;
720         BD_LOCK(bd);
721         while (bd->bd_wanted) {
722                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
723                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
724                         BD_UNLOCK(bd);
725                         /*
726                          * getblk() is called with a vnode locked, and
727                          * some majority of the dirty buffers may as
728                          * well belong to the vnode.  Flushing the
729                          * buffers there would make a progress that
730                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
731                          * cannot lock the vnode.
732                          */
733                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
734                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
735
736                         /*
737                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
738                          * may be called while the thread owns lock
739                          * for another dirty buffer for the same
740                          * vnode, which makes it impossible to use
741                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
742                          * recursion.
743                          */
744                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
745                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
746                         td->td_pflags &= norunbuf;
747                         BD_LOCK(bd);
748                         if (fl != 0)
749                                 continue;
750                         if (bd->bd_wanted == 0)
751                                 break;
752                 }
753                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
754                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
755                 if (error != 0)
756                         break;
757         }
758         BD_UNLOCK(bd);
759 }
760
761 static void
762 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
763 {
764         struct bufdomain *bd = arg;
765         int error;
766
767         BD_RUN_LOCK(bd);
768         bd->bd_shutdown = true;
769         wakeup(&bd->bd_running);
770         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
771             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
772         BD_RUN_UNLOCK(bd);
773         if (error != 0)
774                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
775 }
776
777 /*
778  *      bufspace_daemon:
779  *
780  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
781  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
782  *      block nor work to reclaim buffers.
783  */
784 static void
785 bufspace_daemon(void *arg)
786 {
787         struct bufdomain *bd = arg;
788
789         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
790             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
791
792         BD_RUN_LOCK(bd);
793         while (!bd->bd_shutdown) {
794                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
795
796                 /*
797                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
798                  * targets.
799                  *
800                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
801                  * when some free buffer headers and space are always
802                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
803                  * the excessive blocking and synchronization associated
804                  * with shortfall.  It goes through three phases according
805                  * demand:
806                  *
807                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
808                  *      during idle periods when the counters are below
809                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
810                  *
811                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
812                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
813                  *      slightly according to the rate of consumption and
814                  *      release.
815                  *
816                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
817                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
818                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
819                  *      until we return to condition 2.
820                  */
821                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
822                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
823                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
824                                 if (bd_flushall(bd))
825                                         continue;
826                                 /*
827                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
828                                  * buffers.  This is possible in particular
829                                  * because softdep may held many bufs locked
830                                  * pending writes to other bufs which are
831                                  * marked for delayed write, exhausting
832                                  * clean space until they are written.
833                                  */
834                                 bd_speedup();
835                                 BD_LOCK(bd);
836                                 if (bd->bd_wanted) {
837                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
838                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
839                                 } else
840                                         BD_UNLOCK(bd);
841                         }
842                         maybe_yield();
843                 }
844
845                 /*
846                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
847                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
848                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
849                  * freebuffers prior to checking bd_running.
850                  */
851                 BD_RUN_LOCK(bd);
852                 if (bd->bd_shutdown)
853                         break;
854                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
855                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
856                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
857                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
858                             PRIBIO, "-", hz);
859                 } else {
860                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
861                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
862                 }
863         }
864         wakeup(&bd->bd_shutdown);
865         BD_RUN_UNLOCK(bd);
866         kthread_exit();
867 }
868
869 /*
870  *      bufmallocadjust:
871  *
872  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
873  *      waking any waiters.
874  */
875 static void
876 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
877 {
878         int diff;
879
880         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
881             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
882         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
883         if (diff < 0)
884                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
885         else
886                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
887         bp->b_bufsize = bufsize;
888 }
889
890 /*
891  *      runningwakeup:
892  *
893  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
894  *      below lorunningspace.
895  */
896 static void
897 runningwakeup(void)
898 {
899
900         mtx_lock(&rbreqlock);
901         if (runningbufreq) {
902                 runningbufreq = 0;
903                 wakeup(&runningbufreq);
904         }
905         mtx_unlock(&rbreqlock);
906 }
907
908 /*
909  *      runningbufwakeup:
910  *
911  *      Decrement the outstanding write count according.
912  */
913 void
914 runningbufwakeup(struct buf *bp)
915 {
916         long space, bspace;
917
918         bspace = bp->b_runningbufspace;
919         if (bspace == 0)
920                 return;
921         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
922         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
923             space, bspace));
924         bp->b_runningbufspace = 0;
925         /*
926          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
927          * the threshold to falling below it.
928          */
929         if (space < lorunningspace)
930                 return;
931         if (space - bspace > lorunningspace)
932                 return;
933         runningwakeup();
934 }
935
936 /*
937  *      waitrunningbufspace()
938  *
939  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
940  *      running.  This routine is used in async-write situations to
941  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
942  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
943  *
944  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
945  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
946  *      caller's write has reached the device.
947  */
948 void
949 waitrunningbufspace(void)
950 {
951
952         mtx_lock(&rbreqlock);
953         while (runningbufspace > hirunningspace) {
954                 runningbufreq = 1;
955                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
956         }
957         mtx_unlock(&rbreqlock);
958 }
959
960 /*
961  *      vfs_buf_test_cache:
962  *
963  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
964  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
965  *      valid data.
966  */
967 static __inline void
968 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
969     vm_offset_t size, vm_page_t m)
970 {
971
972         /*
973          * This function and its results are protected by higher level
974          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
975          * validate pages.
976          */
977         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
978                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
979                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
980                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
981         }
982 }
983
984 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
985 static void
986 bd_wakeup(void)
987 {
988
989         mtx_lock(&bdlock);
990         if (bd_request == 0) {
991                 bd_request = 1;
992                 wakeup(&bd_request);
993         }
994         mtx_unlock(&bdlock);
995 }
996
997 /*
998  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
999  */
1000 static void
1001 maxbcachebuf_adjust(void)
1002 {
1003         int i;
1004
1005         /*
1006          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1007          */
1008         i = 2;
1009         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1010                 i *= 2;
1011         maxbcachebuf = i;
1012         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1013                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1014         if (maxbcachebuf > maxphys)
1015                 maxbcachebuf = maxphys;
1016         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1017                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1022  */
1023 void
1024 bd_speedup(void)
1025 {
1026         int needwake;
1027
1028         mtx_lock(&bdlock);
1029         needwake = 0;
1030         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1031                 needwake = 1;
1032         bd_speedupreq = 1;
1033         bd_request = 1;
1034         if (needwake)
1035                 wakeup(&bd_request);
1036         mtx_unlock(&bdlock);
1037 }
1038
1039 #ifdef __i386__
1040 #define TRANSIENT_DENOM 5
1041 #else
1042 #define TRANSIENT_DENOM 10
1043 #endif
1044
1045 /*
1046  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1047  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1048  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1049  * being reserved at this time.
1050  */
1051 caddr_t
1052 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1053 {
1054         int tuned_nbuf;
1055         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1056
1057 #ifdef KASAN
1058         /*
1059          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1060          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1061          */
1062         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1063             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1064 #endif
1065
1066         /*
1067          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1068          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1069          */
1070         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1071
1072         maxbcachebuf_adjust();
1073         /*
1074          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1075          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1076          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1077          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1078          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1079          * maxbcache bytes.
1080          *
1081          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1082          */
1083         if (nbuf == 0) {
1084                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1085
1086                 nbuf = 50;
1087                 if (physmem_est > 4096)
1088                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1089                             65536 / factor);
1090                 if (physmem_est > 65536)
1091                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1092                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1093
1094                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1095                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1096                 tuned_nbuf = 1;
1097         } else
1098                 tuned_nbuf = 0;
1099
1100         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1101         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1102         if (nbuf > maxbuf) {
1103                 if (!tuned_nbuf)
1104                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1105                             maxbuf);
1106                 nbuf = maxbuf;
1107         }
1108
1109         /*
1110          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1111          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1112          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1113          *
1114          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1115          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1116          * maximum buffer map extent on the platform.
1117          *
1118          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1119          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1120          * with ample KVA space.
1121          */
1122         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1123                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1124                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1125                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1126                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1127                         /*
1128                          * There is more KVA than memory.  Do not
1129                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1130                          * of maxbuf to transient map.
1131                          */
1132                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1133                 } else {
1134                         /*
1135                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1136                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1137                          * the buffer map to the transient bio map.
1138                          */
1139                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1140                         buf_sz -= biotmap_sz;
1141                 }
1142                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1143                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1144                 else
1145                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1146                 /*
1147                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1148                  * using the transient mapping.
1149                  */
1150                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1151                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1152                 if (tuned_nbuf)
1153                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1154         }
1155
1156         if (nswbuf == 0) {
1157                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1158                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1159                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1160         }
1161
1162         /*
1163          * Reserve space for the buffer cache buffers
1164          */
1165         buf = (char *)v;
1166         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1167             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1168
1169         return (v);
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1174  * references.
1175  */
1176 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1177
1178 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1179 void
1180 bufinit(void)
1181 {
1182         struct buf *bp;
1183         int i;
1184
1185         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1186             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1187             MAXBSIZE));
1188         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1189         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1190         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1191         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1192
1193         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1194
1195         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1196         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1197                 bp = nbufp(i);
1198                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1199                 bp->b_flags = B_INVAL;
1200                 bp->b_rcred = NOCRED;
1201                 bp->b_wcred = NOCRED;
1202                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1203                 bp->b_domain = -1;
1204                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1205                 bp->b_xflags = 0;
1206                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1207                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1208                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1209                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1210         }
1211
1212         /*
1213          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1214          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1215          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1216          * used by most other requests.  The differential is required to 
1217          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1218          *
1219          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1220          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1221          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1222          * PAGE_SIZE.
1223          */
1224         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1225         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1226         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1227         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1228
1229         /*
1230          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1231          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1232          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1233          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1234          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1235          * hirunningspace.
1236          */
1237         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1238             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1239         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1240
1241         /*
1242          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1243          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1244          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1245          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1246          * average (small) directories.
1247          */
1248         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1249
1250         /*
1251          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1252          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1253          */
1254         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1255         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1256         /*
1257          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1258          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1259          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1260          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1261          */
1262         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1263                 hidirtybuffers >>= 1;
1264         }
1265         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1266
1267         /*
1268          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1269          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1270          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1271          * on other cpus.
1272          *
1273          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1274          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1275          */
1276         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1277         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1278         numfreebuffers = nbuf;
1279
1280         /* Setup the kva and free list allocators. */
1281         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1282         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1283             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1284             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1285
1286         /*
1287          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1288          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1289          * concurrency but less accurate LRU.
1290          */
1291         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1292         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1293                 struct bufdomain *bd;
1294
1295                 bd = &bdomain[i];
1296                 bd_init(bd);
1297                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1298                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1299                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1300                 bd->bd_bufspace = 0;
1301                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1302                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1303                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1304                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1305                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1306                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1307                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1308                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1309                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1310                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1311         }
1312         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1313         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1314         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1315         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1316         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1317         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1318         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1319         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1320 }
1321
1322 #ifdef INVARIANTS
1323 static inline void
1324 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1325 {
1326
1327         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1328             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1329         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1330             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1331         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1332             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1333 }
1334
1335 static inline void
1336 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1337 {
1338
1339         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1340             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1341 }
1342
1343 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1344 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1345 #else
1346 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1347 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1348 #endif
1349
1350 static int
1351 isbufbusy(struct buf *bp)
1352 {
1353         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1354             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1355                 return (1);
1356         return (0);
1357 }
1358
1359 /*
1360  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1361  */
1362 void
1363 bufshutdown(int show_busybufs)
1364 {
1365         static int first_buf_printf = 1;
1366         struct buf *bp;
1367         int i, iter, nbusy, pbusy;
1368 #ifndef PREEMPTION
1369         int subiter;
1370 #endif
1371
1372         /*
1373          * Sync filesystems for shutdown
1374          */
1375         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1376         kern_sync(curthread);
1377
1378         /*
1379          * With soft updates, some buffers that are
1380          * written will be remarked as dirty until other
1381          * buffers are written.
1382          */
1383         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1384                 nbusy = 0;
1385                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1386                         bp = nbufp(i);
1387                         if (isbufbusy(bp))
1388                                 nbusy++;
1389                 }
1390                 if (nbusy == 0) {
1391                         if (first_buf_printf)
1392                                 printf("All buffers synced.");
1393                         break;
1394                 }
1395                 if (first_buf_printf) {
1396                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1397                         first_buf_printf = 0;
1398                 }
1399                 printf("%d ", nbusy);
1400                 if (nbusy < pbusy)
1401                         iter = 0;
1402                 pbusy = nbusy;
1403
1404                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1405                 kern_sync(curthread);
1406
1407 #ifdef PREEMPTION
1408                 /*
1409                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1410                  */
1411                 DELAY(50000 * iter);
1412 #else
1413                 /*
1414                  * Context switch several times to allow interrupt
1415                  * threads to run.
1416                  */
1417                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1418                         thread_lock(curthread);
1419                         mi_switch(SW_VOL);
1420                         DELAY(1000);
1421                 }
1422 #endif
1423         }
1424         printf("\n");
1425         /*
1426          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1427          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1428          */
1429         nbusy = 0;
1430         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1431                 bp = nbufp(i);
1432                 if (isbufbusy(bp)) {
1433 #if 0
1434 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1435                         if (bp->b_dev == NULL) {
1436                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1437                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1438                                 continue;
1439                         }
1440 #endif
1441                         nbusy++;
1442                         if (show_busybufs > 0) {
1443                                 printf(
1444             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1445                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1446                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1447                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1448                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1449                                 if (show_busybufs > 1)
1450                                         vn_printf(bp->b_vp,
1451                                             "vnode content: ");
1452                         }
1453                 }
1454         }
1455         if (nbusy) {
1456                 /*
1457                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1458                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1459                  */
1460                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1461                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1462                 swapoff_all();
1463         } else {
1464                 if (!first_buf_printf)
1465                         printf("Final sync complete\n");
1466
1467                 /*
1468                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1469                  * the system as much as possible.  In particular, no
1470                  * I/O should be initiated from top levels since it
1471                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1472                  * erronously handled because other parts of the
1473                  * system are disabled.
1474                  *
1475                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1476                  * non-operational after unmount of the underlying
1477                  * filesystem.
1478                  */
1479                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1480                         swapoff_all();
1481                         vfs_unmountall();
1482                 }
1483         }
1484         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1485 }
1486
1487 static void
1488 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1489 {
1490
1491         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1492
1493         /*
1494          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1495          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1496          */
1497         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1498         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1499         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1500             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1501 }
1502
1503 static inline struct bufdomain *
1504 bufdomain(struct buf *bp)
1505 {
1506
1507         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1508 }
1509
1510 static struct bufqueue *
1511 bufqueue(struct buf *bp)
1512 {
1513
1514         switch (bp->b_qindex) {
1515         case QUEUE_NONE:
1516                 /* FALLTHROUGH */
1517         case QUEUE_SENTINEL:
1518                 return (NULL);
1519         case QUEUE_EMPTY:
1520                 return (&bqempty);
1521         case QUEUE_DIRTY:
1522                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1523         case QUEUE_CLEAN:
1524                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1525         default:
1526                 break;
1527         }
1528         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1533  */
1534 static struct bufqueue *
1535 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1536 {
1537         struct bufqueue *bq, *nbq;
1538
1539         /*
1540          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1541          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1542          * if the queues don't match.
1543          */
1544         bq = bufqueue(bp);
1545         BQ_LOCK(bq);
1546         for (;;) {
1547                 nbq = bufqueue(bp);
1548                 if (bq == nbq)
1549                         break;
1550                 BQ_UNLOCK(bq);
1551                 BQ_LOCK(nbq);
1552                 bq = nbq;
1553         }
1554         return (bq);
1555 }
1556
1557 /*
1558  *      binsfree:
1559  *
1560  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1561  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1562  */
1563 static void
1564 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1565 {
1566         struct bufdomain *bd;
1567         struct bufqueue *bq;
1568
1569         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1570             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1571         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1572
1573         /*
1574          * Handle delayed bremfree() processing.
1575          */
1576         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1577                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1578                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1579                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1580                         BUF_UNLOCK(bp);
1581                         return;
1582                 }
1583                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1584                 bq_remove(bq, bp);
1585                 BQ_UNLOCK(bq);
1586         }
1587         bd = bufdomain(bp);
1588         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1589                 if (bd->bd_lim != 0)
1590                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1591                 else
1592                         bq = bd->bd_cleanq;
1593         } else
1594                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1595         bq_insert(bq, bp, true);
1596 }
1597
1598 /*
1599  * buf_free:
1600  *
1601  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1602  */
1603 static void
1604 buf_free(struct buf *bp)
1605 {
1606
1607         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1608                 bremfreef(bp);
1609         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1610                 panic("losing buffer 1");
1611         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1612                 crfree(bp->b_rcred);
1613                 bp->b_rcred = NOCRED;
1614         }
1615         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1616                 crfree(bp->b_wcred);
1617                 bp->b_wcred = NOCRED;
1618         }
1619         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1620                 buf_deallocate(bp);
1621         bufkva_free(bp);
1622         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1623         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1624         BUF_UNLOCK(bp);
1625         uma_zfree(buf_zone, bp);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * buf_import:
1630  *
1631  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1632  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1633  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1634  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1635  */
1636 static int
1637 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1638 {
1639         struct buf *bp;
1640         int i;
1641
1642         BQ_LOCK(&bqempty);
1643         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1644                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1645                 if (bp == NULL)
1646                         break;
1647                 bq_remove(&bqempty, bp);
1648                 store[i] = bp;
1649         }
1650         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1651
1652         return (i);
1653 }
1654
1655 /*
1656  * buf_release:
1657  *
1658  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1659  */
1660 static void
1661 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1662 {
1663         struct bufqueue *bq;
1664         struct buf *bp;
1665         int i;
1666
1667         bq = &bqempty;
1668         BQ_LOCK(bq);
1669         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1670                 bp = store[i];
1671                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1672                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1673                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1674                 bq->bq_len++;
1675                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1676         }
1677         BQ_UNLOCK(bq);
1678 }
1679
1680 /*
1681  * buf_alloc:
1682  *
1683  *      Allocate an empty buffer header.
1684  */
1685 static struct buf *
1686 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1687 {
1688         struct buf *bp;
1689         int freebufs, error;
1690
1691         /*
1692          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1693          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1694          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1695          */
1696         bp = NULL;
1697         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1698         if (freebufs > 0)
1699                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1700         if (bp == NULL) {
1701                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1702                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1703                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1704                 return (NULL);
1705         }
1706         /*
1707          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1708          */
1709         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1710                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1711
1712         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1713         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1714             error));
1715         (void)error;
1716
1717         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1718             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1719         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1720             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1721         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1722             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1723         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1724             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1725         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1726         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1727         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1728
1729         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1730         bp->b_flags = 0;
1731         bp->b_ioflags = 0;
1732         bp->b_xflags = 0;
1733         bp->b_vflags = 0;
1734         bp->b_vp = NULL;
1735         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1736         bp->b_offset = NOOFFSET;
1737         bp->b_iodone = 0;
1738         bp->b_error = 0;
1739         bp->b_resid = 0;
1740         bp->b_bcount = 0;
1741         bp->b_npages = 0;
1742         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1743         bp->b_bufobj = NULL;
1744         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1745         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1746         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1747         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1748         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1749
1750         return (bp);
1751 }
1752
1753 /*
1754  *      buf_recycle:
1755  *
1756  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1757  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1758  *      defragmenting.
1759  */
1760 static int
1761 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1762 {
1763         struct bufqueue *bq;
1764         struct buf *bp, *nbp;
1765
1766         if (kva)
1767                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1768         nbp = NULL;
1769         bq = bd->bd_cleanq;
1770         BQ_LOCK(bq);
1771         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1772             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1773         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1774
1775         /*
1776          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1777          * depending.
1778          */
1779         while ((bp = nbp) != NULL) {
1780                 /*
1781                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1782                  * release the bqlock).
1783                  */
1784                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1785
1786                 /*
1787                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1788                  * some kva to reclaim.
1789                  */
1790                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1791                         continue;
1792
1793                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1794                         continue;
1795
1796                 /*
1797                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1798                  * accessed buffers.
1799                  */
1800                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1801                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1802                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1803                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1804                         BUF_UNLOCK(bp);
1805                         continue;
1806                 }
1807
1808                 /*
1809                  * Skip buffers with background writes in progress.
1810                  */
1811                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1812                         BUF_UNLOCK(bp);
1813                         continue;
1814                 }
1815
1816                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1817                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1818                     bp->b_qindex, bp));
1819                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1820                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1821                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1822                 /*
1823                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1824                  * the scan from this point on.
1825                  */
1826                 bq_remove(bq, bp);
1827                 BQ_UNLOCK(bq);
1828
1829                 /*
1830                  * Requeue the background write buffer with error and
1831                  * restart the scan.
1832                  */
1833                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1834                         bqrelse(bp);
1835                         BQ_LOCK(bq);
1836                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1837                         continue;
1838                 }
1839                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1840                 brelse(bp);
1841                 return (0);
1842         }
1843         bd->bd_wanted = 1;
1844         BQ_UNLOCK(bq);
1845
1846         return (ENOBUFS);
1847 }
1848
1849 /*
1850  *      bremfree:
1851  *
1852  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1853  *
1854  */
1855 void
1856 bremfree(struct buf *bp)
1857 {
1858
1859         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1860         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1861             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1862         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1863             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1864         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1865
1866         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1867 }
1868
1869 /*
1870  *      bremfreef:
1871  *
1872  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1873  *      it abuses the b_freelist pointer.
1874  */
1875 void
1876 bremfreef(struct buf *bp)
1877 {
1878         struct bufqueue *bq;
1879
1880         bq = bufqueue_acquire(bp);
1881         bq_remove(bq, bp);
1882         BQ_UNLOCK(bq);
1883 }
1884
1885 static void
1886 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1887 {
1888
1889         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1890         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1891         bq->bq_len = 0;
1892         bq->bq_index = qindex;
1893         bq->bq_subqueue = subqueue;
1894 }
1895
1896 static void
1897 bd_init(struct bufdomain *bd)
1898 {
1899         int i;
1900
1901         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1902         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1903         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1904         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1905                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1906                     "bufq clean subqueue lock");
1907         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1908 }
1909
1910 /*
1911  *      bq_remove:
1912  *
1913  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1914  *      correct qlock held.
1915  */
1916 static void
1917 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1918 {
1919
1920         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1921             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1922         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1923             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1924         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1925             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1926
1927         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1928         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1929                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1930         }
1931         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1932             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1933         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1934         bq->bq_len--;
1935         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1936         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1937 }
1938
1939 static void
1940 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1941 {
1942         struct buf *bp;
1943
1944         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1945         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1946                 BD_LOCK(bd);
1947                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1948                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1949                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1950                             b_freelist);
1951                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1952                 }
1953                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1954                 bq->bq_len = 0;
1955         }
1956         if (bd->bd_wanted) {
1957                 bd->bd_wanted = 0;
1958                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1959         }
1960         if (bq != bd->bd_cleanq)
1961                 BD_UNLOCK(bd);
1962 }
1963
1964 static int
1965 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1966 {
1967         struct bufqueue *bq;
1968         int flushed;
1969         int i;
1970
1971         if (bd->bd_lim == 0)
1972                 return (0);
1973         flushed = 0;
1974         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1975                 bq = &bd->bd_subq[i];
1976                 if (bq->bq_len == 0)
1977                         continue;
1978                 BQ_LOCK(bq);
1979                 bd_flush(bd, bq);
1980                 BQ_UNLOCK(bq);
1981                 flushed++;
1982         }
1983
1984         return (flushed);
1985 }
1986
1987 static void
1988 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1989 {
1990         struct bufdomain *bd;
1991
1992         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1993                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1994
1995         bd = bufdomain(bp);
1996         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1997                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1998                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1999                         bq = bd->bd_cleanq;
2000                 BQ_LOCK(bq);
2001                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2002         } else {
2003                 BQ_LOCK(bq);
2004                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2005         }
2006         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2007         bq->bq_len++;
2008         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2009         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2010
2011         /*
2012          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2013          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2014          */
2015         if (unlock)
2016                 BUF_UNLOCK(bp);
2017
2018         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2019                 /*
2020                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2021                  */
2022                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2023                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2024                         bd_flush(bd, bq);
2025         }
2026         BQ_UNLOCK(bq);
2027 }
2028
2029 /*
2030  *      bufkva_free:
2031  *
2032  *      Free the kva allocation for a buffer.
2033  *
2034  */
2035 static void
2036 bufkva_free(struct buf *bp)
2037 {
2038
2039 #ifdef INVARIANTS
2040         if (bp->b_kvasize == 0) {
2041                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2042                     bp->b_data == unmapped_buf,
2043                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2044         } else if (buf_mapped(bp))
2045                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2046         else
2047                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2048 #endif
2049         if (bp->b_kvasize == 0)
2050                 return;
2051
2052         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2053         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2054         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2055         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2056         bp->b_kvasize = 0;
2057 }
2058
2059 /*
2060  *      bufkva_alloc:
2061  *
2062  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2063  */
2064 static int
2065 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2066 {
2067         vm_offset_t addr;
2068         int error;
2069
2070         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2071             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2072         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2073         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2074             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2075
2076         bufkva_free(bp);
2077
2078         addr = 0;
2079         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2080         if (error != 0) {
2081                 /*
2082                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2083                  * to defragment the map.
2084                  */
2085                 return (error);
2086         }
2087         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2088         bp->b_kvasize = maxsize;
2089         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2090         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2091                 bp->b_data = unmapped_buf;
2092                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2093         } else {
2094                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2095                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2096         }
2097         return (0);
2098 }
2099
2100 /*
2101  *      bufkva_reclaim:
2102  *
2103  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2104  *      callback that fires to avoid returning failure.
2105  */
2106 static void
2107 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2108 {
2109         bool done;
2110         int q;
2111         int i;
2112
2113         done = false;
2114         for (i = 0; i < 5; i++) {
2115                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2116                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2117                                 done = true;
2118                 if (done)
2119                         break;
2120         }
2121         return;
2122 }
2123
2124 /*
2125  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2126  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2127  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2128  */
2129 static void
2130 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2131     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2132 {
2133         struct buf *rabp;
2134         struct thread *td;
2135         int i;
2136
2137         td = curthread;
2138
2139         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2140                 if (inmem(vp, *rablkno))
2141                         continue;
2142                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2143                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2144                         brelse(rabp);
2145                         continue;
2146                 }
2147 #ifdef RACCT
2148                 if (racct_enable) {
2149                         PROC_LOCK(curproc);
2150                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2151                         PROC_UNLOCK(curproc);
2152                 }
2153 #endif /* RACCT */
2154                 td->td_ru.ru_inblock++;
2155                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2156                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2157                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2158                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2159                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2160                 }
2161                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2162                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2163                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2164                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2165                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2166                 BUF_KERNPROC(rabp);
2167                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2168                 bstrategy(rabp);
2169         }
2170 }
2171
2172 /*
2173  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2174  *
2175  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2176  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2177  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2178  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2179  *
2180  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2181  *
2182  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2183  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2184  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2185  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2186  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2187  * for blkno and dblkno.
2188  */
2189 int
2190 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2191     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2192     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2193 {
2194         struct buf *bp;
2195         struct thread *td;
2196         int error, readwait, rv;
2197
2198         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2199         td = curthread;
2200         /*
2201          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2202          * are specified.
2203          */
2204         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2205         if (error != 0) {
2206                 *bpp = NULL;
2207                 return (error);
2208         }
2209         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2210             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2211             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2212         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2213         *bpp = bp;
2214
2215         /*
2216          * If not found in cache, do some I/O
2217          */
2218         readwait = 0;
2219         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2220 #ifdef RACCT
2221                 if (racct_enable) {
2222                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2223                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2224                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2225                 }
2226 #endif /* RACCT */
2227                 td->td_ru.ru_inblock++;
2228                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2229                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2230                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2231                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2232                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2233                 }
2234                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2235                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2236                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2237                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2238                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2239                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2240                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2241                 bstrategy(bp);
2242                 ++readwait;
2243         }
2244
2245         /*
2246          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2247          */
2248         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2249
2250         rv = 0;
2251         if (readwait) {
2252                 rv = bufwait(bp);
2253                 if (rv != 0) {
2254                         brelse(bp);
2255                         *bpp = NULL;
2256                 }
2257         }
2258         return (rv);
2259 }
2260
2261 /*
2262  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2263  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2264  * is invalid.
2265  *
2266  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2267  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2268  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2269  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2270  * here.
2271  */
2272 int
2273 bufwrite(struct buf *bp)
2274 {
2275         int oldflags;
2276         struct vnode *vp;
2277         long space;
2278         int vp_md;
2279
2280         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2281         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2282                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2283                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2284                 brelse(bp);
2285                 return (ENXIO);
2286         }
2287         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2288                 brelse(bp);
2289                 return (0);
2290         }
2291
2292         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2293                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2294
2295         oldflags = bp->b_flags;
2296
2297         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2298             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2299
2300         vp = bp->b_vp;
2301         if (vp)
2302                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2303         else
2304                 vp_md = 0;
2305
2306         /*
2307          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2308          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2309          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2310          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2311          */
2312         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2313         bundirty(bp);
2314
2315         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2316         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2317         bp->b_flags |= B_CACHE;
2318         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2319
2320         vfs_busy_pages(bp, 1);
2321
2322         /*
2323          * Normal bwrites pipeline writes
2324          */
2325         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2326         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2327
2328 #ifdef RACCT
2329         if (racct_enable) {
2330                 PROC_LOCK(curproc);
2331                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2332                 PROC_UNLOCK(curproc);
2333         }
2334 #endif /* RACCT */
2335         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2336         if (oldflags & B_ASYNC)
2337                 BUF_KERNPROC(bp);
2338         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2339         buf_track(bp, __func__);
2340         bstrategy(bp);
2341
2342         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2343                 int rtval = bufwait(bp);
2344                 brelse(bp);
2345                 return (rtval);
2346         } else if (space > hirunningspace) {
2347                 /*
2348                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2349                  * system.  We will not deadlock here because
2350                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2351                  * to complete. We do not block here if it is the update
2352                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2353                  * to deadlock.
2354                  */
2355                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2356                         waitrunningbufspace();
2357         }
2358
2359         return (0);
2360 }
2361
2362 void
2363 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2364 {
2365         struct buf *nbp;
2366         struct bufdomain *bd;
2367
2368         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2369         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2370                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2371                 altbufferflushes++;
2372         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2373                 BO_LOCK(bo);
2374                 /*
2375                  * Try to find a buffer to flush.
2376                  */
2377                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2378                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2379                             BUF_LOCK(nbp,
2380                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2381                                 continue;
2382                         if (bp == nbp)
2383                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2384                         BO_UNLOCK(bo);
2385                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2386                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2387                                 BO_LOCK(bo);
2388                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2389                                 continue;
2390                         }
2391                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2392                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2393                         } else {
2394                                 bremfree(nbp);
2395                                 bawrite(nbp);
2396                         }
2397                         dirtybufferflushes++;
2398                         break;
2399                 }
2400                 if (nbp == NULL)
2401                         BO_UNLOCK(bo);
2402         }
2403 }
2404
2405 /*
2406  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2407  * anything if the buffer is marked invalid.
2408  *
2409  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2410  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2411  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2412  * out synchronously.
2413  */
2414 void
2415 bdwrite(struct buf *bp)
2416 {
2417         struct thread *td = curthread;
2418         struct vnode *vp;
2419         struct bufobj *bo;
2420
2421         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2422         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2423         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2424             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2425
2426         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2427                 brelse(bp);
2428                 return;
2429         }
2430
2431         /*
2432          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2433          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2434          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2435          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2436          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2437          */
2438         vp = bp->b_vp;
2439         bo = bp->b_bufobj;
2440         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2441                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2442                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2443                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2444         } else
2445                 recursiveflushes++;
2446
2447         bdirty(bp);
2448         /*
2449          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2450          * true even of NFS now.
2451          */
2452         bp->b_flags |= B_CACHE;
2453
2454         /*
2455          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2456          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2457          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2458          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2459          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2460          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2461          * the bmap then...  So, this is important to do.
2462          */
2463         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2464                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2465         }
2466
2467         buf_track(bp, __func__);
2468
2469         /*
2470          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2471          * pages.
2472          *
2473          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2474          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2475          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2476          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2477          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2478          * or perhaps the cluster will be completed.
2479          */
2480         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2481         bqrelse(bp);
2482
2483         /*
2484          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2485          * due to the softdep code.
2486          */
2487 }
2488
2489 /*
2490  *      bdirty:
2491  *
2492  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2493  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2494  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2495  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2496  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2497  *
2498  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2499  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2500  *      should only be called if the buffer is known-good.
2501  *
2502  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2503  *      count.
2504  *
2505  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2506  */
2507 void
2508 bdirty(struct buf *bp)
2509 {
2510
2511         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2512             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2513         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2514         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2515             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2516         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2517         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2518
2519         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2520                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2521                 reassignbuf(bp);
2522                 bdirtyadd(bp);
2523         }
2524 }
2525
2526 /*
2527  *      bundirty:
2528  *
2529  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2530  *
2531  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2532  *      count.
2533  *
2534  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2535  */
2536
2537 void
2538 bundirty(struct buf *bp)
2539 {
2540
2541         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2542         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2543         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2544             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2545
2546         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2547                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2548                 reassignbuf(bp);
2549                 bdirtysub(bp);
2550         }
2551         /*
2552          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2553          */
2554         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2555 }
2556
2557 /*
2558  *      bawrite:
2559  *
2560  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2561  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2562  *
2563  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2564  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2565  */
2566 void
2567 bawrite(struct buf *bp)
2568 {
2569
2570         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2571         (void) bwrite(bp);
2572 }
2573
2574 /*
2575  *      babarrierwrite:
2576  *
2577  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2578  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2579  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2580  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2581  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2582  */
2583 void
2584 babarrierwrite(struct buf *bp)
2585 {
2586
2587         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2588         (void) bwrite(bp);
2589 }
2590
2591 /*
2592  *      bbarrierwrite:
2593  *
2594  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2595  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2596  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2597  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2598  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2599  */
2600 int
2601 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2602 {
2603
2604         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2605         return (bwrite(bp));
2606 }
2607
2608 /*
2609  *      bwillwrite:
2610  *
2611  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2612  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2613  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2614  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2615  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2616  */
2617 void
2618 bwillwrite(void)
2619 {
2620
2621         if (buf_dirty_count_severe()) {
2622                 mtx_lock(&bdirtylock);
2623                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2624                         bdirtywait = 1;
2625                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2626                             "flswai", 0);
2627                 }
2628                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2629         }
2630 }
2631
2632 /*
2633  * Return true if we have too many dirty buffers.
2634  */
2635 int
2636 buf_dirty_count_severe(void)
2637 {
2638
2639         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2640 }
2641
2642 /*
2643  *      brelse:
2644  *
2645  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2646  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2647  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2648  */
2649 void
2650 brelse(struct buf *bp)
2651 {
2652         struct mount *v_mnt;
2653         int qindex;
2654
2655         /*
2656          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2657          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2658          */
2659         if (bp == NULL)
2660                 return;
2661         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2662             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2663         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2664             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2665         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2666             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2667
2668         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2669                 /*
2670                  * Do not process, in particular, do not handle the
2671                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2672                  */
2673                 BUF_UNLOCK(bp);
2674                 return;
2675         }
2676
2677         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2678                 bqrelse(bp);
2679                 return;
2680         }
2681
2682         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2683                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2684         } else {
2685                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2686                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2687         }
2688
2689         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2690                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2691                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2692                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2693                 bdirty(bp);
2694         }
2695
2696         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2697             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2698                 /*
2699                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2700                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2701                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2702                  * freed.
2703                  */
2704                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2705                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2706         }
2707
2708         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2709             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2710             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2711                 /*
2712                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2713                  * means the device is gone) are treated as being
2714                  * transient.
2715                  *
2716                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2717                  * contract with the local storage device drivers is that
2718                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2719                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2720                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2721                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2722                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2723                  * this entire case should be made obsolete through better
2724                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2725                  *
2726                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2727                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2728                  * to access the buffer to untangle them.
2729                  *
2730                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2731                  */
2732                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2733                 bdirty(bp);
2734         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2735             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2736                 /*
2737                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2738                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2739                  * no longer present.
2740                  */
2741                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2742                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2743                         buf_deallocate(bp);
2744                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2745                         bdirtysub(bp);
2746                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2747                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2748                         allocbuf(bp, 0);
2749                         if (bp->b_vp)
2750                                 brelvp(bp);
2751                 }
2752         }
2753
2754         /*
2755          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2756          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2757          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2758          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2759          * 
2760          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2761          * if B_DELWRI is set.
2762          */
2763         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2764                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2765
2766         /*
2767          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2768          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2769          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2770          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2771          *
2772          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2773          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2774          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2775          *
2776          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2777          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2778          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2779          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2780          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2781          * background write.
2782          */
2783
2784         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2785
2786         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2787             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2788             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2789             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2790                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2791                 allocbuf(bp, 0);
2792         }
2793
2794         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2795             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2796                 allocbuf(bp, 0);
2797                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2798                 if (bp->b_vp != NULL)
2799                         brelvp(bp);
2800         }
2801
2802         /*
2803          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2804          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2805          * doesn't find it.
2806          */
2807         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2808             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2809                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2810         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2811                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2812                         bundirty(bp);
2813                 if (bp->b_vp)
2814                         brelvp(bp);
2815         }
2816
2817         buf_track(bp, __func__);
2818
2819         /* buffers with no memory */
2820         if (bp->b_bufsize == 0) {
2821                 buf_free(bp);
2822                 return;
2823         }
2824         /* buffers with junk contents */
2825         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2826             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2827                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2828                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2829                         panic("losing buffer 2");
2830                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2831                 bp->b_flags |= B_AGE;
2832         /* remaining buffers */
2833         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2834                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2835         else
2836                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2837
2838         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2839                 panic("brelse: not dirty");
2840
2841         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2842         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2843         /* binsfree unlocks bp. */
2844         binsfree(bp, qindex);
2845 }
2846
2847 /*
2848  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2849  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2850  *
2851  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2852  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2853  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2854  * again soon.
2855  *
2856  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2857  */
2858 void
2859 bqrelse(struct buf *bp)
2860 {
2861         int qindex;
2862
2863         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2864         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2865             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2866
2867         qindex = QUEUE_NONE;
2868         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2869                 /* do not release to free list */
2870                 BUF_UNLOCK(bp);
2871                 return;
2872         }
2873         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2874         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2875
2876         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2877                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2878         } else {
2879                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2880                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2881         }
2882
2883         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2884                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2885                         bremfreef(bp);
2886                 goto out;
2887         }
2888
2889         /* buffers with stale but valid contents */
2890         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2891             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2892                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2893                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2894                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2895                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2896         } else {
2897                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2898                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2899                         panic("bqrelse: not dirty");
2900                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2901                         brelse(bp);
2902                         return;
2903                 }
2904                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2905         }
2906         buf_track(bp, __func__);
2907         /* binsfree unlocks bp. */
2908         binsfree(bp, qindex);
2909         return;
2910
2911 out:
2912         buf_track(bp, __func__);
2913         /* unlock */
2914         BUF_UNLOCK(bp);
2915 }
2916
2917 /*
2918  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2919  * restore bogus pages.
2920  */
2921 static void
2922 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2923 {
2924         vm_ooffset_t foff;
2925         vm_page_t m;
2926         vm_object_t obj;
2927         struct vnode *vp __unused;
2928         int i, iosize, resid;
2929         bool bogus;
2930
2931         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2932         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2933             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2934             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2935
2936         vp = bp->b_vp;
2937         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2938         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2939
2940         foff = bp->b_offset;
2941         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2942             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2943
2944         bogus = false;
2945         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2946         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2947                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2948                 if (resid > iosize)
2949                         resid = iosize;
2950
2951                 /*
2952                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2953                  */
2954                 m = bp->b_pages[i];
2955                 if (m == bogus_page) {
2956                         bogus = true;
2957                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2958                         if (m == NULL)
2959                                 panic("biodone: page disappeared!");
2960                         bp->b_pages[i] = m;
2961                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2962                         /*
2963                          * In the write case, the valid and clean bits are
2964                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2965                          * only need to do this here in the read case.
2966                          */
2967                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2968                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2969                             "has unexpected dirty bits", m));
2970                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2971                 }
2972                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2973                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2974                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2975
2976                 vm_page_sunbusy(m);
2977                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2978                 iosize -= resid;
2979         }
2980         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2981         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2982                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2983                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2984                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2985         }
2986 }
2987
2988 /*
2989  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2990  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2991  */
2992 static void
2993 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2994 {
2995         vm_object_t obj;
2996         vm_page_t m;
2997         int flags, i, resid, poffset, presid;
2998
2999         if (buf_mapped(bp)) {
3000                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3001                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3002         } else
3003                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3004         /*
3005          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3006          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3007          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3008          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3009          *
3010          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3011          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3012          * m->dirty, etc...). 
3013          *
3014          * See man buf(9) for more information
3015          */
3016         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3017         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3018         resid = bp->b_bufsize;
3019         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3020         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3021         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3022                 m = bp->b_pages[i];
3023                 if (m == bogus_page)
3024                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3025                 bp->b_pages[i] = NULL;
3026
3027                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3028                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3029                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3030                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3031                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3032                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3033                 vm_page_sunbusy(m);
3034                 vm_page_release_locked(m, flags);
3035                 resid -= presid;
3036                 poffset = 0;
3037         }
3038         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3039         bp->b_npages = 0;
3040 }
3041
3042 /*
3043  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3044  */
3045 static void
3046 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3047 {
3048         vm_object_t obj;
3049         vm_page_t m;
3050         int flags, i;
3051
3052         if (bp->b_npages == desiredpages)
3053                 return;
3054
3055         if (buf_mapped(bp)) {
3056                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3057                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3058                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3059         } else
3060                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3061
3062         /*
3063          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3064          */
3065         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3066         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3067                 flags |= VPR_TRYFREE;
3068                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3069                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3070         } else {
3071                 obj = NULL;
3072         }
3073         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3074                 m = bp->b_pages[i];
3075                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3076                 bp->b_pages[i] = NULL;
3077                 if (obj != NULL)
3078                         vm_page_release_locked(m, flags);
3079                 else
3080                         vm_page_release(m, flags);
3081         }
3082         if (obj != NULL)
3083                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3084         bp->b_npages = desiredpages;
3085 }
3086
3087 /*
3088  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3089  */
3090 static void
3091 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3092 {
3093         /*
3094          * We are growing the buffer, possibly in a 
3095          * byte-granular fashion.
3096          */
3097         vm_object_t obj;
3098         vm_offset_t toff;
3099         vm_offset_t tinc;
3100         vm_page_t m;
3101
3102         /*
3103          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3104          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3105          * are not valid for the range covered by the buffer.
3106          */
3107         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3108         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3109                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3110                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3111                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3112
3113                 /*
3114                  * We must allocate system pages since blocking
3115                  * here could interfere with paging I/O, no
3116                  * matter which process we are.
3117                  *
3118                  * Only exclusive busy can be tested here.
3119                  * Blocking on shared busy might lead to
3120                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3121                  * pages are vfs_busy_pages().
3122                  */
3123                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3124                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3125                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3126                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3127                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3128                 bp->b_npages = desiredpages;
3129         }
3130
3131         /*
3132          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3133          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3134          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3135          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3136          * aligned range ( newbsize ).
3137          *
3138          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3139          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3140          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3141          * fails with NFS if the server or some other client
3142          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3143          * B_CACHE may remain set! XXX
3144          */
3145         toff = bp->b_bcount;
3146         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3147         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3148                 vm_pindex_t pi;
3149
3150                 if (tinc > (size - toff))
3151                         tinc = size - toff;
3152                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3153                 m = bp->b_pages[pi];
3154                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3155                 toff += tinc;
3156                 tinc = PAGE_SIZE;
3157         }
3158
3159         /*
3160          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3161          */
3162         if (buf_mapped(bp))
3163                 bpmap_qenter(bp);
3164         else
3165                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3166 }
3167
3168 /*
3169  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3170  * write.
3171  */
3172 static int
3173 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3174 {
3175         struct buf *bpa;
3176         int match;
3177
3178         match = 0;
3179
3180         /* If the buf isn't in core skip it */
3181         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3182                 return (0);
3183
3184         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3185         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3186                 return (0);
3187
3188         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3189         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3190             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3191                 goto done;
3192
3193         if (bpa->b_bufsize != size)
3194                 goto done;
3195
3196         /*
3197          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3198          * block has been mapped.
3199          */
3200         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3201                 match = 1;
3202 done:
3203         BUF_UNLOCK(bpa);
3204         return (match);
3205 }
3206
3207 /*
3208  *      vfs_bio_awrite:
3209  *
3210  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3211  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3212  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3213  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3214  */
3215 int
3216 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3217 {
3218         struct bufobj *bo;
3219         int i;
3220         int j;
3221         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3222         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3223         int ncl;
3224         int nwritten;
3225         int size;
3226         int maxcl;
3227         int gbflags;
3228
3229         bo = &vp->v_bufobj;
3230         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3231         /*
3232          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3233          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3234          * rather then at the beginning.
3235          */
3236         if ((vp->v_type == VREG) && 
3237             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3238             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3239                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3240                 maxcl = maxphys / size;
3241
3242                 BO_RLOCK(bo);
3243                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3244                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3245                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3246                                 break;
3247
3248                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3249                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3250                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3251                                 break;
3252                 BO_RUNLOCK(bo);
3253                 --j;
3254                 ncl = i + j;
3255                 /*
3256                  * this is a possible cluster write
3257                  */
3258                 if (ncl != 1) {
3259                         BUF_UNLOCK(bp);
3260                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3261                             gbflags);
3262                         return (nwritten);
3263                 }
3264         }
3265         bremfree(bp);
3266         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3267         /*
3268          * default (old) behavior, writing out only one block
3269          *
3270          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3271          */
3272         nwritten = bp->b_bufsize;
3273         (void) bwrite(bp);
3274
3275         return (nwritten);
3276 }
3277
3278 /*
3279  *      getnewbuf_kva:
3280  *
3281  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3282  */
3283 static int
3284 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3285 {
3286
3287         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3288                 /*
3289                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3290                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3291                  */
3292                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3293
3294                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3295                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3296                         return (ENOSPC);
3297         }
3298         return (0);
3299 }
3300
3301 /*
3302  *      getnewbuf:
3303  *
3304  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3305  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3306  *
3307  *      We block if:
3308  *              We have insufficient buffer headers
3309  *              We have insufficient buffer space
3310  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3311  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3312  *
3313  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3314  *      allocbuf() is called.
3315  */
3316 static struct buf *
3317 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3318 {
3319         struct bufdomain *bd;
3320         struct buf *bp;
3321         bool metadata, reserved;
3322
3323         bp = NULL;
3324         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3325             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3326         if (!unmapped_buf_allowed)
3327                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3328
3329         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3330             vp->v_type == VCHR)
3331                 metadata = true;
3332         else
3333                 metadata = false;
3334         if (vp == NULL)
3335                 bd = &bdomain[0];
3336         else
3337                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3338
3339         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3340         reserved = false;
3341         do {
3342                 if (reserved == false &&
3343                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3344                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3345                         continue;
3346                 }
3347                 reserved = true;
3348                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3349                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3350                         continue;
3351                 }
3352                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3353                         return (bp);
3354                 break;
3355         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3356
3357         if (reserved)
3358                 bufspace_release(bd, maxsize);
3359         if (bp != NULL) {
3360                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3361                 brelse(bp);
3362         }
3363         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3364
3365         return (NULL);
3366 }
3367
3368 /*
3369  *      buf_daemon:
3370  *
3371  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3372  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3373  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3374  */
3375 static struct kproc_desc buf_kp = {
3376         "bufdaemon",
3377         buf_daemon,
3378         &bufdaemonproc
3379 };
3380 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3381
3382 static int
3383 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3384 {
3385         int flushed;
3386
3387         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3388         if (flushed == 0) {
3389                 /*
3390                  * Could not find any buffers without rollback
3391                  * dependencies, so just write the first one
3392                  * in the hopes of eventually making progress.
3393                  */
3394                 if (vp != NULL && target > 2)
3395                         target /= 2;
3396                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3397         }
3398         return (flushed);
3399 }
3400
3401 static void
3402 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3403 {
3404         int error;
3405
3406         mtx_lock(&bdlock);
3407         bd_shutdown = true;
3408         wakeup(&bd_request);
3409         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3410             60 * hz);
3411         mtx_unlock(&bdlock);
3412         if (error != 0)
3413                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3414 }
3415
3416 static void
3417 buf_daemon(void)
3418 {
3419         struct bufdomain *bd;
3420         int speedupreq;
3421         int lodirty;
3422         int i;
3423
3424         /*
3425          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3426          */
3427         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3428             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3429
3430         /*
3431          * Start the buf clean daemons as children threads.
3432          */
3433         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3434                 int error;
3435
3436                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3437                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3438                 if (error)
3439                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3440         }
3441
3442         /*
3443          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3444          */
3445         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3446         mtx_lock(&bdlock);
3447         while (!bd_shutdown) {
3448                 bd_request = 0;
3449                 mtx_unlock(&bdlock);
3450
3451                 /*
3452                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3453                  * requests.
3454                  */
3455                 speedupreq = bd_speedupreq;
3456                 bd_speedupreq = 0;
3457
3458                 /*
3459                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3460                  * the speedup request.
3461                  */
3462                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3463                         bd = &bdomain[i];
3464                         if (speedupreq)
3465                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3466                         else
3467                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3468                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3469                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3470                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3471                                         break;
3472                                 kern_yield(PRI_USER);
3473                         }
3474                 }
3475
3476                 /*
3477                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3478                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3479                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3480                  * built up, within reason.
3481                  *
3482                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3483                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3484                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3485                  */
3486                 mtx_lock(&bdlock);
3487                 if (bd_shutdown)
3488                         break;
3489                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3490                         /*
3491                          * We reached our low water mark, reset the
3492                          * request and sleep until we are needed again.
3493                          * The sleep is just so the suspend code works.
3494                          */
3495                         bd_request = 0;
3496                         /*
3497                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3498                          * changed via sysctl and the explicit transition
3499                          * out of shortfall was missed.
3500                          */
3501                         bdirtywakeup();
3502                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3503                                 runningwakeup();
3504                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3505                 } else {
3506                         /*
3507                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3508                          * still have too many dirty buffers, we
3509                          * have to sleep and try again.  (rare)
3510                          */
3511                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3512                 }
3513         }
3514         wakeup(&bd_shutdown);
3515         mtx_unlock(&bdlock);
3516         kthread_exit();
3517 }
3518
3519 /*
3520  *      flushbufqueues:
3521  *
3522  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3523  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3524  *      particularly sensitive to.
3525  */
3526 static int flushwithdeps = 0;
3527 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3528     &flushwithdeps, 0,
3529     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3530
3531 static int
3532 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3533     int flushdeps)
3534 {
3535         struct bufqueue *bq;
3536         struct buf *sentinel;
3537         struct vnode *vp;
3538         struct mount *mp;
3539         struct buf *bp;
3540         int hasdeps;
3541         int flushed;
3542         int error;
3543         bool unlock;
3544
3545         flushed = 0;
3546         bq = &bd->bd_dirtyq;
3547         bp = NULL;
3548         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3549         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3550         BQ_LOCK(bq);
3551         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3552         BQ_UNLOCK(bq);
3553         while (flushed != target) {
3554                 maybe_yield();
3555                 BQ_LOCK(bq);
3556                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3557                 if (bp != NULL) {
3558                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3559                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3560                             b_freelist);
3561                 } else {
3562                         BQ_UNLOCK(bq);
3563                         break;
3564                 }
3565                 /*
3566                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3567                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3568                  *
3569                  * Only flush the buffers that belong to the
3570                  * vnode locked by the curthread.
3571                  */
3572                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3573                     bp->b_vp != lvp)) {
3574                         BQ_UNLOCK(bq);
3575                         continue;
3576                 }
3577                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3578                 BQ_UNLOCK(bq);
3579                 if (error != 0)
3580                         continue;
3581
3582                 /*
3583                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3584                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3585                  */
3586                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3587                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3588                         BUF_UNLOCK(bp);
3589                         continue;
3590                 }
3591                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3592                         bremfreef(bp);
3593                         brelse(bp);
3594                         flushed++;
3595                         continue;
3596                 }
3597
3598                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3599                         if (flushdeps == 0) {
3600                                 BUF_UNLOCK(bp);
3601                                 continue;
3602                         }
3603                         hasdeps = 1;
3604                 } else
3605                         hasdeps = 0;
3606                 /*
3607                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3608                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3609                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3610                  * system.
3611                  *
3612                  * The lock order here is the reverse of the normal
3613                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3614                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3615                  */
3616                 vp = bp->b_vp;
3617                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3618                         BUF_UNLOCK(bp);
3619                         continue;
3620                 }
3621                 if (lvp == NULL) {
3622                         unlock = true;
3623                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3624                 } else {
3625                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3626                         unlock = false;
3627                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3628                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3629                 }
3630                 if (error == 0) {
3631                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3632                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3633                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3634                                 vfs_bio_awrite(bp);
3635                         } else {
3636                                 bremfree(bp);
3637                                 bwrite(bp);
3638                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3639                         }
3640                         vn_finished_write(mp);
3641                         if (unlock)
3642                                 VOP_UNLOCK(vp);
3643                         flushwithdeps += hasdeps;
3644                         flushed++;
3645
3646                         /*
3647                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3648                          * vnode lock leads to deadlock.
3649                          */
3650                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3651                             runningbufspace > hirunningspace)
3652                                 waitrunningbufspace();
3653                         continue;
3654                 }
3655                 vn_finished_write(mp);
3656                 BUF_UNLOCK(bp);
3657         }
3658         BQ_LOCK(bq);
3659         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3660         BQ_UNLOCK(bq);
3661         free(sentinel, M_TEMP);
3662         return (flushed);
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Check to see if a block is currently memory resident.
3667  */
3668 struct buf *
3669 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3670 {
3671         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3672 }
3673
3674 /*
3675  * Returns true if no I/O is needed to access the
3676  * associated VM object.  This is like incore except
3677  * it also hunts around in the VM system for the data.
3678  */
3679 bool
3680 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3681 {
3682         vm_object_t obj;
3683         vm_offset_t toff, tinc, size;
3684         vm_page_t m, n;
3685         vm_ooffset_t off;
3686         int valid;
3687
3688         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3689
3690         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3691                 return (true);
3692         if (vp->v_mount == NULL)
3693                 return (false);
3694         obj = vp->v_object;
3695         if (obj == NULL)
3696                 return (false);
3697
3698         size = PAGE_SIZE;
3699         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3700                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3701         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3702
3703         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3704                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3705 recheck:
3706                 if (m == NULL)
3707                         return (false);
3708
3709                 tinc = size;
3710                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3711                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3712                 /*
3713                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3714                  * during the check.
3715                  */
3716                 valid = vm_page_is_valid(m,
3717                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3718                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3719                 if (m != n) {
3720                         m = n;
3721                         goto recheck;
3722                 }
3723                 if (!valid)
3724                         return (false);
3725         }
3726         return (true);
3727 }
3728
3729 /*
3730  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3731  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3732  * to the size of the buffer.
3733  *
3734  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3735  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3736  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3737  *
3738  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3739  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3740  */
3741 static void
3742 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3743 {
3744         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3745         vm_page_t m;
3746         int i;
3747
3748         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3749                 return;
3750
3751         foff = bp->b_offset;
3752         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3753             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3754
3755         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3756         vfs_setdirty_range(bp);
3757         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3758                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3759                 eoff = noff;
3760                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3761                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3762                 m = bp->b_pages[i];
3763                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3764                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3765                 foff = noff;
3766         }
3767         vfs_busy_pages_release(bp);
3768 }
3769
3770 static void
3771 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3772 {
3773         vm_offset_t boffset;
3774         vm_offset_t eoffset;
3775         int i;
3776
3777         /*
3778          * test the pages to see if they have been modified directly
3779          * by users through the VM system.
3780          */
3781         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3782                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3783
3784         /*
3785          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3786          * (eoffset - boffset) bytes.
3787          */
3788
3789         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3790                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3791                         break;
3792         }
3793         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3794
3795         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3796                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3797                         break;
3798                 }
3799         }
3800         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3801
3802         /*
3803          * Fit it to the buffer.
3804          */
3805
3806         if (eoffset > bp->b_bcount)
3807                 eoffset = bp->b_bcount;
3808
3809         /*
3810          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3811          * dirty range.
3812          */
3813
3814         if (boffset < eoffset) {
3815                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3816                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3817                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3818                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3819         }
3820 }
3821
3822 /*
3823  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3824  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3825  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3826  */
3827 static void
3828 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3829 {
3830         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3831         off_t offset;
3832
3833         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3834             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3835         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3836             bp->b_data == unmapped_buf &&
3837             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3838         if (!need_mapping && !need_kva)
3839                 return;
3840
3841         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3842
3843         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3844                 /*
3845                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3846                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3847                  * allocated space.
3848                  */
3849                 goto has_addr;
3850         }
3851
3852         /*
3853          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3854          * if the buffer was mapped.
3855          */
3856         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3857         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3858         offset = blkno * bsize;
3859         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3860         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3861
3862         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3863                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3864                         /*
3865                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3866                          * succeed, not sure what else to do.
3867                          */
3868                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3869                 }
3870                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3871                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3872         }
3873 has_addr:
3874         if (need_mapping) {
3875                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3876                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3877                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3878                 bpmap_qenter(bp);
3879         }
3880 }
3881
3882 struct buf *
3883 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3884     int flags)
3885 {
3886         struct buf *bp;
3887         int error;
3888
3889         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3890         if (error != 0)
3891                 return (NULL);
3892         return (bp);
3893 }
3894
3895 /*
3896  *      getblkx:
3897  *
3898  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3899  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3900  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3901  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3902  *      READ.
3903  *
3904  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3905  *      an existing buffer.
3906  *
3907  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3908  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3909  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3910  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3911  *
3912  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3913  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3914  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3915  *      backing VM.
3916  *
3917  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3918  *      B_CACHE bit is clear.
3919  *
3920  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3921  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3922  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3923  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3924  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3925  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3926  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3927  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3928  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3929  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3930  *
3931  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3932  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3933  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3934  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3935  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3936  *      for blkno and dblkno.
3937  */
3938 int
3939 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3940     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3941 {
3942         struct buf *bp;
3943         struct bufobj *bo;
3944         daddr_t d_blkno;
3945         int bsize, error, maxsize, vmio;
3946         off_t offset;
3947
3948         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3949         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3950             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3951         if (vp->v_type != VCHR)
3952                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3953         if (size > maxbcachebuf)
3954                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3955                     maxbcachebuf);
3956         if (!unmapped_buf_allowed)
3957                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3958
3959         bo = &vp->v_bufobj;
3960         d_blkno = dblkno;
3961
3962         /* Attempt lockless lookup first. */
3963         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3964         if (bp == NULL)
3965                 goto newbuf_unlocked;
3966
3967         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3968             0);
3969         if (error != 0)
3970                 goto loop;
3971
3972         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3973         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3974                 goto foundbuf_fastpath;
3975
3976         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3977         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3978
3979 loop:
3980         BO_RLOCK(bo);
3981         bp = gbincore(bo, blkno);
3982         if (bp != NULL) {
3983                 int lockflags;
3984
3985                 /*
3986                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3987                  * it must be on a queue.
3988                  */
3989                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3990                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3991 #ifdef WITNESS
3992                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
3993 #endif
3994
3995                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3996                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3997
3998                 /*
3999                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4000                  * the buffer changed identities.
4001                  */
4002                 if (error == ENOLCK)
4003                         goto loop;
4004                 /* We timed out or were interrupted. */
4005                 else if (error != 0)
4006                         return (error);
4007
4008 foundbuf_fastpath:
4009                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4010                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4011                         goto end;
4012
4013                 /*
4014                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4015                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4016                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4017                  * backing VM cache.
4018                  */
4019                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4020                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4021                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4022                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4023                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4024                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4025                 else
4026                         bremfree(bp);
4027
4028                 /*
4029                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4030                  */
4031                 if (bp->b_bcount != size) {
4032                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4033                             (size > bp->b_kvasize)) {
4034                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4035                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4036                                         bwrite(bp);
4037                                 } else {
4038                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4039                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4040                                                 brelse(bp);
4041                                         } else {
4042                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4043                                                 bwrite(bp);
4044                                         }
4045                                 }
4046                                 goto loop;
4047                         }
4048                 }
4049
4050                 /*
4051                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4052                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4053                  * reservation is requested.
4054                  */
4055                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4056
4057                 /*
4058                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4059                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4060                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4061                  * unchanged from its previous state.
4062                  */
4063                 allocbuf(bp, size);
4064
4065                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4066                     ("getblk: no buffer offset"));
4067
4068                 /*
4069                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4070                  * be committed before we can return the buffer in
4071                  * order to prevent the caller from issuing a read
4072                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4073                  * it.
4074                  *
4075                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4076                  * operate properly either because they assume they
4077                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4078                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4079                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4080                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4081                  * preventing further loops.
4082                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4083                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4084                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4085                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4086                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4087                  * after the write.
4088                  *
4089                  * We might be able to do something fancy, like setting
4090                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4091                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4092                  * confusing.  This is much easier.
4093                  */
4094
4095                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4096                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4097                         bwrite(bp);
4098                         goto loop;
4099                 }
4100                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4101         } else {
4102                 /*
4103                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4104                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4105                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4106                  */
4107                 BO_RUNLOCK(bo);
4108 newbuf_unlocked:
4109                 /*
4110                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4111                  * here.
4112                  */
4113                 if (flags & GB_NOCREAT)
4114                         return (EEXIST);
4115
4116                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4117                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4118                 offset = blkno * bsize;
4119                 vmio = vp->v_object != NULL;
4120                 if (vmio) {
4121                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4122                 } else {
4123                         maxsize = size;
4124                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4125                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4126                 }
4127                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4128                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4129                     !vn_isdisk(vp)) {
4130                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4131                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4132                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4133                             vp));
4134                         if (error != 0)
4135                                 return (error);
4136                         if (d_blkno == -1)
4137                                 return (EJUSTRETURN);
4138                 }
4139
4140                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4141                 if (bp == NULL) {
4142                         if (slpflag || slptimeo)
4143                                 return (ETIMEDOUT);
4144                         /*
4145                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4146                          * enough to work under very low memory conditions.
4147                          *
4148                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4149                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4150                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4151                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4152                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4153                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4154                          * This never happens because we never yield.
4155                          *
4156                          * The real solution is to identify and fix these cases
4157                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4158                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4159                          */
4160                         kern_yield(PRI_USER);
4161                         goto loop;
4162                 }
4163
4164                 /*
4165                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4166                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4167                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4168                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4169                  * throw away the one we just created.
4170                  *
4171                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4172                  * with the vp especially considering limitations in
4173                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4174                  * lblkno's.
4175                  */
4176                 BO_LOCK(bo);
4177                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4178                         BO_UNLOCK(bo);
4179                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4180                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4181                         brelse(bp);
4182                         goto loop;
4183                 }
4184
4185                 /*
4186                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4187                  * be found by incore.
4188                  */
4189                 bp->b_lblkno = blkno;
4190                 bp->b_blkno = d_blkno;
4191                 bp->b_offset = offset;
4192                 bgetvp(vp, bp);
4193                 BO_UNLOCK(bo);
4194
4195                 /*
4196                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4197                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4198                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4199                  * backing store for validity.
4200                  */
4201
4202                 if (vmio) {
4203                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4204                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4205                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4206                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4207                 } else {
4208                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4209                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4210                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4211                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4212                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4213                 }
4214
4215                 allocbuf(bp, size);
4216                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4217                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4218         }
4219         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4220 end:
4221         buf_track(bp, __func__);
4222         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4223             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4224         *bpp = bp;
4225         return (0);
4226 }
4227
4228 /*
4229  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4230  * set to B_INVAL.
4231  */
4232 struct buf *
4233 geteblk(int size, int flags)
4234 {
4235         struct buf *bp;
4236         int maxsize;
4237
4238         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4239         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4240                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4241                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4242                         return (NULL);
4243         }
4244         allocbuf(bp, size);
4245         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4246         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4247         return (bp);
4248 }
4249
4250 /*
4251  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4252  */
4253 static void
4254 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4255 {
4256
4257         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4258                 /*
4259                  * malloced buffers are not shrunk
4260                  */
4261                 if (newbsize == 0) {
4262                         bufmallocadjust(bp, 0);
4263                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4264                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4265                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4266                 }
4267                 return;
4268         }
4269         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4270         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4271 }
4272
4273 /*
4274  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4275  */
4276 static void
4277 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4278 {
4279         caddr_t origbuf;
4280         int origbufsize;
4281
4282         /*
4283          * We only use malloced memory on the first allocation.
4284          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4285          * grows.
4286          *
4287          * There is a potential smp race here that could lead
4288          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4289          * is probably extremely rare and not worth worrying
4290          * over.
4291          */
4292         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4293             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4294                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4295                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4296                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4297                 return;
4298         }
4299
4300         /*
4301          * If the buffer is growing on its other-than-first
4302          * allocation then we revert to the page-allocation
4303          * scheme.
4304          */
4305         origbuf = NULL;
4306         origbufsize = 0;
4307         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4308                 origbuf = bp->b_data;
4309                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4310                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4311                 bufmallocadjust(bp, 0);
4312                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4313                 newbsize = round_page(newbsize);
4314         }
4315         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4316             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4317         if (origbuf != NULL) {
4318                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4319                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4320         }
4321         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4322 }
4323
4324 /*
4325  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4326  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4327  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4328  * resize a buffer up or down.
4329  *
4330  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4331  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4332  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4333  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4334  *
4335  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4336  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4337  */
4338 int
4339 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4340 {
4341         int newbsize;
4342
4343         if (bp->b_bcount == size)
4344                 return (1);
4345
4346         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4347                 panic("allocbuf: buffer too small");
4348
4349         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4350         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4351                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4352                         newbsize = round_page(newbsize);
4353                 /*
4354                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4355                  * mess with B_CACHE.
4356                  */
4357                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4358                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4359                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4360                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4361         } else {
4362                 int desiredpages;
4363
4364                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4365                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4366
4367                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4368                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4369                 /*
4370                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4371                  * 0-length.
4372                  */
4373                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4374                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4375
4376                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4377                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4378                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4379                 else if (size > bp->b_bcount)
4380                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4381                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4382         }
4383         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4384         return (1);
4385 }
4386
4387 extern int inflight_transient_maps;
4388
4389 static struct bio_queue nondump_bios;
4390
4391 void
4392 biodone(struct bio *bp)
4393 {
4394         struct mtx *mtxp;
4395         void (*done)(struct bio *);
4396         vm_offset_t start, end;
4397
4398         biotrack(bp, __func__);
4399
4400         /*
4401          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4402          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4403          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4404          * to keep the system usable after it has been resumed.
4405          */
4406         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4407                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4408                 return;
4409         }
4410         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4411                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4412                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4413                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4414                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4415                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4416                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4417                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4418                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4419         }
4420         done = bp->bio_done;
4421         if (done == NULL) {
4422                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4423                 mtx_lock(mtxp);
4424                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4425                 wakeup(bp);
4426                 mtx_unlock(mtxp);
4427         } else
4428                 done(bp);
4429 }
4430
4431 /*
4432  * Wait for a BIO to finish.
4433  */
4434 int
4435 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4436 {
4437         struct mtx *mtxp;
4438
4439         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4440         mtx_lock(mtxp);
4441         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4442                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4443         mtx_unlock(mtxp);
4444         if (bp->bio_error != 0)
4445                 return (bp->bio_error);
4446         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4447                 return (0);
4448         return (EIO);
4449 }
4450
4451 void
4452 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4453 {
4454
4455         if (error) {
4456                 bp->bio_error = error;
4457                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4458         }
4459         if (stat != NULL)
4460                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4461         biodone(bp);
4462 }
4463
4464 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4465 void
4466 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4467 {
4468
4469         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4470 }
4471 #endif
4472
4473 /*
4474  *      bufwait:
4475  *
4476  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4477  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4478  *      error and cleared.
4479  */
4480 int
4481 bufwait(struct buf *bp)
4482 {
4483         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4484                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4485         else
4486                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4487         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4488                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4489                 return (EINTR);
4490         }
4491         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4492                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4493         } else {
4494                 return (0);
4495         }
4496 }
4497
4498 /*
4499  *      bufdone:
4500  *
4501  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4502  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4503  *      not allowed.
4504  *
4505  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4506  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4507  *      assuming B_INVAL is clear.
4508  *
4509  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4510  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4511  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4512  *
4513  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4514  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4515  *      in the biodone routine.
4516  */
4517 void
4518 bufdone(struct buf *bp)
4519 {
4520         struct bufobj *dropobj;
4521         void    (*biodone)(struct buf *);
4522
4523         buf_track(bp, __func__);
4524         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4525         dropobj = NULL;
4526
4527         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4528
4529         runningbufwakeup(bp);
4530         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4531                 dropobj = bp->b_bufobj;
4532         /* call optional completion function if requested */
4533         if (bp->b_iodone != NULL) {
4534                 biodone = bp->b_iodone;
4535                 bp->b_iodone = NULL;
4536                 (*biodone) (bp);
4537                 if (dropobj)
4538                         bufobj_wdrop(dropobj);
4539                 return;
4540         }
4541         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4542                 /*
4543                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4544                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4545                  * routines.
4546                  */
4547                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4548                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4549                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4550                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4551                 vfs_vmio_iodone(bp);
4552         }
4553         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4554                 buf_complete(bp);
4555         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4556                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4557                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4558                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4559                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4560         }
4561         /*
4562          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4563          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4564          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4565          */
4566         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4567                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4568                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4569                         brelse(bp);
4570                 else
4571                         bqrelse(bp);
4572         } else
4573                 bdone(bp);
4574         if (dropobj)
4575                 bufobj_wdrop(dropobj);
4576 }
4577
4578 /*
4579  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4580  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4581  * consistent.
4582  */
4583 void
4584 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4585 {
4586         int i;
4587         vm_object_t obj;
4588         vm_page_t m;
4589
4590         runningbufwakeup(bp);
4591         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4592                 return;
4593
4594         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4595         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4596                 m = bp->b_pages[i];
4597                 if (m == bogus_page) {
4598                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4599                         if (!m)
4600                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4601                         bp->b_pages[i] = m;
4602                         if (buf_mapped(bp)) {
4603                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4604                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4605                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4606                         } else
4607                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4608                 }
4609                 vm_page_sunbusy(m);
4610         }
4611         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4612 }
4613
4614 /*
4615  * vfs_page_set_valid:
4616  *
4617  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4618  *      range is restricted to the buffer's size.
4619  *
4620  *      This routine is typically called after a read completes.
4621  */
4622 static void
4623 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4624 {
4625         vm_ooffset_t eoff;
4626
4627         /*
4628          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4629          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4630          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4631          * allocation size of the buffer.
4632          */
4633         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4634         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4635                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4636
4637         /*
4638          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4639          * entire page.
4640          */
4641         if (eoff > off)
4642                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4643 }
4644
4645 /*
4646  * vfs_page_set_validclean:
4647  *
4648  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4649  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4650  */
4651 static void
4652 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4653 {
4654         vm_ooffset_t soff, eoff;
4655
4656         /*
4657          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4658          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4659          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4660          * of the buffer.
4661          */
4662         soff = off;
4663         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4664         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4665                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4666
4667         /*
4668          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4669          * entire page.
4670          */
4671         if (eoff > soff) {
4672                 vm_page_set_validclean(
4673                     m,
4674                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4675                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4676                 );
4677         }
4678 }
4679
4680 /*
4681  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4682  */
4683 void
4684 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4685 {
4686         int i;
4687
4688         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4689                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4690 }
4691
4692 void
4693 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4694 {
4695         int i;
4696
4697         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4698                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4699 }
4700
4701 /*
4702  * This routine is called before a device strategy routine.
4703  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4704  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4705  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4706  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4707  * inconsistent.
4708  *
4709  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4710  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4711  * and should be ignored.
4712  */
4713 void
4714 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4715 {
4716         vm_object_t obj;
4717         vm_ooffset_t foff;
4718         vm_page_t m;
4719         int i;
4720         bool bogus;
4721
4722         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4723                 return;
4724
4725         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4726         foff = bp->b_offset;
4727         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4728             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4729         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4730                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4731                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4732         }
4733         if (bp->b_bufsize != 0)
4734                 vfs_setdirty_range(bp);
4735         bogus = false;
4736         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4737                 m = bp->b_pages[i];
4738                 vm_page_assert_sbusied(m);
4739
4740                 /*
4741                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4742                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4743                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4744                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4745                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4746                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4747                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4748                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4749                  * first place ).  The replacement prevents the read
4750                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4751                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4752                  * It may not work properly with small-block devices.
4753                  * We need to find a better way.
4754                  */
4755                 if (clear_modify) {
4756                         pmap_remove_write(m);
4757                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4758                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4759                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4760                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4761                         bogus = true;
4762                 }
4763                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4764         }
4765         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4766                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4767                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4768                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4769         }
4770 }
4771
4772 /*
4773  *      vfs_bio_set_valid:
4774  *
4775  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4776  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4777  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4778  *      page.
4779  */
4780 void
4781 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4782 {
4783         int i, n;
4784         vm_page_t m;
4785
4786         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4787                 return;
4788
4789         /*
4790          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4791          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4792          * first page that can be validated.
4793          */
4794         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4795         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4796
4797         /*
4798          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4799          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4800          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4801          * other page validation.
4802          */
4803         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4804         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4805                 m = bp->b_pages[i];
4806                 if (n > size)
4807                         n = size;
4808                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4809                 base += n;
4810                 size -= n;
4811                 n = PAGE_SIZE;
4812         }
4813         vfs_busy_pages_release(bp);
4814 }
4815
4816 /*
4817  *      vfs_bio_clrbuf:
4818  *
4819  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4820  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4821  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4822  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4823  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4824  *
4825  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4826  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4827  */
4828 void
4829 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4830 {
4831         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4832
4833         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4834                 clrbuf(bp);
4835                 return;
4836         }
4837         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4838         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4839         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4840         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4841         slide = 0;
4842         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4843                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4844                 ea = slide & PAGE_MASK;
4845                 if (ea == 0)
4846                         ea = PAGE_SIZE;
4847                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4848                         continue;
4849                 j = sa / DEV_BSIZE;
4850                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4851                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4852                         continue;
4853                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4854                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4855                 else {
4856                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4857                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4858                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4859                                             sa, DEV_BSIZE);
4860                                 }
4861                         }
4862                 }
4863                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4864                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4865         }
4866         vfs_busy_pages_release(bp);
4867         bp->b_resid = 0;
4868 }
4869
4870 void
4871 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4872 {
4873         vm_page_t m;
4874         int i, n;
4875
4876         if (buf_mapped(bp)) {
4877                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4878                 bzero(bp->b_data + base, size);
4879         } else {
4880                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4881                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4882                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4883                         m = bp->b_pages[i];
4884                         if (n > size)
4885                                 n = size;
4886                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4887                         base += n;
4888                         size -= n;
4889                         n = PAGE_SIZE;
4890                 }
4891         }
4892 }
4893
4894 /*
4895  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4896  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4897  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4898  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4899  */
4900 static void
4901 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4902 {
4903
4904         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4905             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4906
4907         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4908                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4909         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4910                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4911         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4912                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4913                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4914                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4915                 if (release)
4916                         brelse(bp);
4917         } else if (release)
4918                 bqrelse(bp);
4919 }
4920
4921 void
4922 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4923 {
4924
4925         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4926 }
4927
4928 void
4929 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4930 {
4931
4932         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4933 }
4934
4935 /*
4936  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4937  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4938  * not associated with a file object.
4939  */
4940 static void
4941 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4942 {
4943         vm_offset_t pg;
4944         vm_page_t p;
4945         int index;
4946
4947         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4948
4949         to = round_page(to);
4950         from = round_page(from);
4951         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4952         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4953         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4954             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4955             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4956
4957         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4958                 /*
4959                  * note: must allocate system pages since blocking here
4960                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4961                  * process we are.
4962                  */
4963                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4964                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4965                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4966                 bp->b_pages[index] = p;
4967         }
4968         bp->b_npages = index;
4969 }
4970
4971 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4972 static void
4973 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4974 {
4975         vm_offset_t from;
4976         vm_page_t p;
4977         int index, newnpages;
4978
4979         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4980
4981         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4982         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4983         if (bp->b_npages > newnpages)
4984                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4985         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4986                 p = bp->b_pages[index];
4987                 bp->b_pages[index] = NULL;
4988                 vm_page_unwire_noq(p);
4989                 vm_page_free(p);
4990         }
4991         bp->b_npages = newnpages;
4992 }
4993
4994 /*
4995  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4996  *
4997  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4998  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4999  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5000  *
5001  * Note that even if the caller determines that the address space should
5002  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5003  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5004  * check the return value.
5005  *
5006  * This function only works with pager buffers.
5007  */
5008 int
5009 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5010 {
5011         vm_prot_t prot;
5012         int pidx;
5013
5014         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5015         prot = VM_PROT_READ;
5016         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5017                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5018         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5019             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5020         if (pidx < 0)
5021                 return (-1);
5022         bp->b_bufsize = len;
5023         bp->b_npages = pidx;
5024         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5025         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5026                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5027                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5028         } else
5029                 bp->b_data = unmapped_buf;
5030         return (0);
5031 }
5032
5033 /*
5034  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5035  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5036  *
5037  * This function only works with pager buffers.
5038  */
5039 void
5040 vunmapbuf(struct buf *bp)
5041 {
5042         int npages;
5043
5044         npages = bp->b_npages;
5045         if (buf_mapped(bp))
5046                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5047         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5048
5049         bp->b_data = unmapped_buf;
5050 }
5051
5052 void
5053 bdone(struct buf *bp)
5054 {
5055         struct mtx *mtxp;
5056
5057         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5058         mtx_lock(mtxp);
5059         bp->b_flags |= B_DONE;
5060         wakeup(bp);
5061         mtx_unlock(mtxp);
5062 }
5063
5064 void
5065 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5066 {
5067         struct mtx *mtxp;
5068
5069         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5070         mtx_lock(mtxp);
5071         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5072                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5073         mtx_unlock(mtxp);
5074 }
5075
5076 int
5077 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5078 {
5079
5080         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5081 }
5082
5083 void
5084 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5085 {
5086         int i __unused;
5087         struct vnode *vp;
5088
5089         vp = bp->b_vp;
5090         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5091         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5092             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5093         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5094         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5095 }
5096
5097 /*
5098  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5099  */
5100 void
5101 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5102 {
5103         static volatile int bufobj_cleanq;
5104
5105         bo->bo_domain =
5106             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5107         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5108         bo->bo_private = private;
5109         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5110         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5111 }
5112
5113 void
5114 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5115 {
5116
5117         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5118         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5119         bo->bo_numoutput++;
5120 }
5121
5122 void
5123 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5124 {
5125
5126         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5127         BO_LOCK(bo);
5128         bo->bo_numoutput++;
5129         BO_UNLOCK(bo);
5130 }
5131
5132 void
5133 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5134 {
5135
5136         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5137         BO_LOCK(bo);
5138         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5139         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5140                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5141                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5142         }
5143         BO_UNLOCK(bo);
5144 }
5145
5146 int
5147 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5148 {
5149         int error;
5150
5151         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5152         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5153         error = 0;
5154         while (bo->bo_numoutput) {
5155                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5156                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5157                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5158                 if (error)
5159                         break;
5160         }
5161         return (error);
5162 }
5163
5164 /*
5165  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5166  */
5167 void
5168 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5169 {
5170
5171         if (!buf_mapped(bp)) {
5172                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5173                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5174                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5175                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5176                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5177                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5178                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5179                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5180                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5181                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5182         } else {
5183                 bip->bio_data = bp->b_data;
5184                 bip->bio_ma = NULL;
5185         }
5186 }
5187
5188 /*
5189  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5190  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5191  * to data corruption.
5192  *
5193  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5194  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5195  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5196  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5197  *
5198  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5199  * earlier chips, it should be flipped back off.
5200  */
5201 #ifdef  __mips__
5202 static int buf_pager_relbuf = 1;
5203 #else
5204 static int buf_pager_relbuf = 0;
5205 #endif
5206 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5207     &buf_pager_relbuf, 0,
5208     "Make buffer pager release buffers after reading");
5209
5210 /*
5211  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5212  *
5213  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5214  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5215  * device block size is greater than the machine page size.  The
5216  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5217  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5218  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5219  * pages.
5220  *
5221  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5222  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5223  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5224  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5225  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5226  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5227  */
5228 int
5229 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5230     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5231     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5232 {
5233         vm_page_t m;
5234         vm_object_t object;
5235         struct buf *bp;
5236         struct mount *mp;
5237         daddr_t lbn, lbnp;
5238         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5239         long bo_bs, bsize;
5240         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5241         bool redo, lpart;
5242
5243         object = vp->v_object;
5244         mp = vp->v_mount;
5245         error = 0;
5246         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5247         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5248                 return (VM_PAGER_BAD);
5249
5250         /*
5251          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5252          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5253          * and the start of the potential read-ahead region.
5254          */
5255         la += PAGE_SIZE;
5256         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5257         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5258             &bo_bs);
5259         if (error != 0)
5260                 return (VM_PAGER_ERROR);
5261
5262         /*
5263          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5264          */
5265         pgsin = count;
5266         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5267         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5268         pgsin += pgsin_b;
5269         if (rbehind != NULL)
5270                 *rbehind = pgsin_b;
5271         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5272         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5273                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5274                     PAGE_SIZE) - la);
5275         pgsin += pgsin_a;
5276         if (rahead != NULL)
5277                 *rahead = pgsin_a;
5278         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5279         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5280
5281         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5282             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5283 again:
5284         for (i = 0; i < count; i++) {
5285                 if (ma[i] != bogus_page)
5286                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5287         }
5288
5289         lbnp = -1;
5290         for (i = 0; i < count; i++) {
5291                 m = ma[i];
5292                 if (m == bogus_page)
5293                         continue;
5294
5295                 /*
5296                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5297                  * owned, which together allow for the pages'
5298                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5299                  * useless creation of the buffer for the most typical
5300                  * case when invalidation is not used in redo or for
5301                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5302                  * the end of the function catches the race in a
5303                  * reliable way (protected by the object lock).
5304                  */
5305                 if (vm_page_all_valid(m))
5306                         continue;
5307
5308                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5309                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5310                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5311                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5312                         if (lbn == lbnp)
5313                                 goto next_page;
5314                         lbnp = lbn;
5315
5316                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5317                         if (error == 0)
5318                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5319                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5320                         if (error != 0)
5321                                 goto end_pages;
5322                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5323                                 crfree(bp->b_rcred);
5324                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5325                         }
5326                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5327                                 /*
5328                                  * Invalidation clears m->valid, but
5329                                  * may leave B_CACHE flag if the
5330                                  * buffer existed at the invalidation
5331                                  * time.  In this case, recycle the
5332                                  * buffer to do real read on next
5333                                  * bread() after redo.
5334                                  *
5335                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5336                                  * necessary, enable to reduce buf
5337                                  * cache pressure.
5338                                  */
5339                                 if (buf_pager_relbuf ||
5340                                     !vm_page_all_valid(m))
5341                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5342
5343                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5344                                 brelse(bp);
5345                         } else {
5346                                 bqrelse(bp);
5347                         }
5348                 }
5349                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5350                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5351                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5352                 if (i == count - 1 && lpart) {
5353                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5354                             !vm_page_all_valid(m))
5355                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5356                 }
5357 next_page:;
5358         }
5359 end_pages:
5360
5361         redo = false;
5362         for (i = 0; i < count; i++) {
5363                 if (ma[i] == bogus_page)
5364                         continue;
5365                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5366                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5367                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5368                             VM_ALLOC_NORMAL);
5369                 }
5370
5371                 /*
5372                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5373                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5374                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5375                  * relinguish, they could have been invalidated.
5376                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5377                  *
5378                  * Note that the last page is made fully valid in the
5379                  * read loop, and partial validity for the page at
5380                  * index count - 1 could mean that the page was
5381                  * invalidated or removed, so we must restart for
5382                  * safety as well.
5383                  */
5384                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5385                         redo = true;
5386         }
5387         if (redo && error == 0)
5388                 goto again;
5389         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5390 }
5391
5392 #include "opt_ddb.h"
5393 #ifdef DDB
5394 #include <ddb/ddb.h>
5395
5396 /* DDB command to show buffer data */
5397 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5398 {
5399         /* get args */
5400         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5401 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5402         uint32_t i, j;
5403 #endif
5404
5405         if (!have_addr) {
5406                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5407                 return;
5408         }
5409
5410         db_printf("buf at %p\n", bp);
5411         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5412             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5413             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5414         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5415             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5416             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5417         db_printf(
5418             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5419             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5420             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5421             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5422             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5423             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5424         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5425             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5426         if (bp->b_npages) {
5427                 int i;
5428                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5429                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5430                         vm_page_t m;
5431                         m = bp->b_pages[i];
5432                         if (m != NULL)
5433                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5434                                     (u_long)m->pindex,
5435                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5436                         else
5437                                 db_printf("( ??? )");
5438                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5439                                 db_printf(",");
5440                 }
5441                 db_printf("\n");
5442         }
5443         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5444 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5445         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5446
5447         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5448         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5449                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5450                         continue;
5451                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5452                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5453         }
5454 #elif defined(BUF_TRACKING)
5455         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5456 #endif
5457         db_printf(" ");
5458 }
5459
5460 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5461 {
5462         struct bufdomain *bd;
5463         struct buf *bp;
5464         long total;
5465         int i, j, cnt;
5466
5467         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5468
5469         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5470                 bd = &bdomain[i];
5471                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5472                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5473                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5474                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5475                 db_printf("\n");
5476                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5477                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5478                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5479                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5480                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5481                 db_printf("\n");
5482                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5483                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5484                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5485                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5486                 db_printf("\n");
5487                 total = 0;
5488                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5489                         total += bp->b_bufsize;
5490                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5491                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5492                 total = 0;
5493                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5494                         total += bp->b_bufsize;
5495                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5496                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5497                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5498                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5499                 db_printf("\tCPU ");
5500                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5501                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5502                 db_printf("\n");
5503                 cnt = 0;
5504                 total = 0;
5505                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5506                         bp = nbufp(j);
5507                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5508                                 cnt++;
5509                                 total += bp->b_bufsize;
5510                         }
5511                 }
5512                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5513                 cnt = 0;
5514                 total = 0;
5515                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5516                         bp = nbufp(j);
5517                         if (bp->b_domain == i) {
5518                                 cnt++;
5519                                 total += bp->b_bufsize;
5520                         }
5521                 }
5522                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5523         }
5524 }
5525
5526 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5527 {
5528         struct buf *bp;
5529         int i;
5530
5531         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5532                 bp = nbufp(i);
5533                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5534                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5535                         db_printf("\n");
5536                         if (db_pager_quit)
5537                                 break;
5538                 }
5539         }
5540 }
5541
5542 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5543 {
5544         struct vnode *vp;
5545         struct buf *bp;
5546
5547         if (!have_addr) {
5548                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5549                 return;
5550         }
5551         vp = (struct vnode *)addr;
5552         db_printf("Clean buffers:\n");
5553         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5554                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5555                 db_printf("\n");
5556         }
5557         db_printf("Dirty buffers:\n");
5558         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5559                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5560                 db_printf("\n");
5561         }
5562 }
5563
5564 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5565 {
5566         struct buf *bp;
5567         int i, used = 0, nfree = 0;
5568
5569         if (have_addr) {
5570                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5571                 return;
5572         }
5573
5574         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5575                 bp = nbufp(i);
5576                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5577                         nfree++;
5578                 else
5579                         used++;
5580         }
5581
5582         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5583             nfree + used);
5584         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5585 }
5586 #endif /* DDB */