]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
unbound: Vendor import 1.14.0
[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 /*
404  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
405  * buf_wmesg is referred from macros.
406  */
407 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
408
409 static int
410 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
411 {
412         long value;
413         int error;
414
415         value = *(long *)arg1;
416         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
417         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
418                 return (error);
419         mtx_lock(&rbreqlock);
420         if (arg1 == &hirunningspace) {
421                 if (value < lorunningspace)
422                         error = EINVAL;
423                 else
424                         hirunningspace = value;
425         } else {
426                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
427                     ("%s: unknown arg1", __func__));
428                 if (value > hirunningspace)
429                         error = EINVAL;
430                 else
431                         lorunningspace = value;
432         }
433         mtx_unlock(&rbreqlock);
434         return (error);
435 }
436
437 static int
438 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
439 {
440         int error;
441         int value;
442         int i;
443
444         value = *(int *)arg1;
445         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
446         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
447                 return (error);
448         *(int *)arg1 = value;
449         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
450                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
451                     value / buf_domains;
452
453         return (error);
454 }
455
456 static int
457 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
458 {
459         long value;
460         int error;
461         int i;
462
463         value = *(long *)arg1;
464         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
465         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
466                 return (error);
467         *(long *)arg1 = value;
468         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
469                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
470                     value / buf_domains;
471
472         return (error);
473 }
474
475 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
476     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
477 static int
478 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
479 {
480         long lvalue;
481         int ivalue;
482         int i;
483
484         lvalue = 0;
485         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
486                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
487         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
488                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
489         if (lvalue > INT_MAX)
490                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
491                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
492         ivalue = lvalue;
493         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
494 }
495 #else
496 static int
497 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
498 {
499         long lvalue;
500         int i;
501
502         lvalue = 0;
503         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
504                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
505         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
506 }
507 #endif
508
509 static int
510 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
511 {
512         int value;
513         int i;
514
515         value = 0;
516         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
517                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
518         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
519 }
520
521 /*
522  *      bdirtywakeup:
523  *
524  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
525  */
526 static void
527 bdirtywakeup(void)
528 {
529         mtx_lock(&bdirtylock);
530         if (bdirtywait) {
531                 bdirtywait = 0;
532                 wakeup(&bdirtywait);
533         }
534         mtx_unlock(&bdirtylock);
535 }
536
537 /*
538  *      bd_clear:
539  *
540  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
541  *      is decremented.
542  */
543 static void
544 bd_clear(struct bufdomain *bd)
545 {
546
547         mtx_lock(&bdirtylock);
548         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
549                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
550         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
551                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
552         mtx_unlock(&bdirtylock);
553 }
554
555 /*
556  *      bd_set:
557  *
558  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
559  *      is incremented.
560  */
561 static void
562 bd_set(struct bufdomain *bd)
563 {
564
565         mtx_lock(&bdirtylock);
566         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
567                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
568         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
569                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
570         mtx_unlock(&bdirtylock);
571 }
572
573 /*
574  *      bdirtysub:
575  *
576  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
577  *      threads blocked in bwillwrite().
578  */
579 static void
580 bdirtysub(struct buf *bp)
581 {
582         struct bufdomain *bd;
583         int num;
584
585         bd = bufdomain(bp);
586         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
587         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
588                 bdirtywakeup();
589         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
590                 bd_clear(bd);
591 }
592
593 /*
594  *      bdirtyadd:
595  *
596  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
597  *      daemon if needed.
598  */
599 static void
600 bdirtyadd(struct buf *bp)
601 {
602         struct bufdomain *bd;
603         int num;
604
605         /*
606          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
607          * buf daemon will keep running until the condition clears.
608          */
609         bd = bufdomain(bp);
610         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
611         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
612                 bd_wakeup();
613         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
614                 bd_set(bd);
615 }
616
617 /*
618  *      bufspace_daemon_wakeup:
619  *
620  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
621  */
622 static void
623 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
624 {
625
626         /*
627          * avoid the lock if the daemon is running.
628          */
629         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
630                 BD_RUN_LOCK(bd);
631                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
632                 wakeup(&bd->bd_running);
633                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
634         }
635 }
636
637 /*
638  *      bufspace_adjust:
639  *
640  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
641  *      waking any waiters.
642  */
643 static void
644 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
645 {
646         struct bufdomain *bd;
647         long space;
648         int diff;
649
650         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
651             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
652         bd = bufdomain(bp);
653         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
654         if (diff < 0) {
655                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
656         } else if (diff > 0) {
657                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
658                 /* Wake up the daemon on the transition. */
659                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
660                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
661                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
662         }
663         bp->b_bufsize = bufsize;
664 }
665
666 /*
667  *      bufspace_reserve:
668  *
669  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
670  *      different space limit than data.
671  */
672 static int
673 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
674 {
675         long limit, new;
676         long space;
677
678         if (metadata)
679                 limit = bd->bd_maxbufspace;
680         else
681                 limit = bd->bd_hibufspace;
682         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
683         new = space + size;
684         if (new > limit) {
685                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
686                 return (ENOSPC);
687         }
688
689         /* Wake up the daemon on the transition. */
690         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
691                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
692
693         return (0);
694 }
695
696 /*
697  *      bufspace_release:
698  *
699  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
700  */
701 static void
702 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
703 {
704
705         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
706 }
707
708 /*
709  *      bufspace_wait:
710  *
711  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
712  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
713  *      operation must be re-tried on return.
714  */
715 static void
716 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
717     int slpflag, int slptimeo)
718 {
719         struct thread *td;
720         int error, fl, norunbuf;
721
722         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
723                 return;
724
725         td = curthread;
726         BD_LOCK(bd);
727         while (bd->bd_wanted) {
728                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
729                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
730                         BD_UNLOCK(bd);
731                         /*
732                          * getblk() is called with a vnode locked, and
733                          * some majority of the dirty buffers may as
734                          * well belong to the vnode.  Flushing the
735                          * buffers there would make a progress that
736                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
737                          * cannot lock the vnode.
738                          */
739                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
740                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
741
742                         /*
743                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
744                          * may be called while the thread owns lock
745                          * for another dirty buffer for the same
746                          * vnode, which makes it impossible to use
747                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
748                          * recursion.
749                          */
750                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
751                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
752                         td->td_pflags &= norunbuf;
753                         BD_LOCK(bd);
754                         if (fl != 0)
755                                 continue;
756                         if (bd->bd_wanted == 0)
757                                 break;
758                 }
759                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
760                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
761                 if (error != 0)
762                         break;
763         }
764         BD_UNLOCK(bd);
765 }
766
767 static void
768 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
769 {
770         struct bufdomain *bd = arg;
771         int error;
772
773         BD_RUN_LOCK(bd);
774         bd->bd_shutdown = true;
775         wakeup(&bd->bd_running);
776         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
777             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
778         BD_RUN_UNLOCK(bd);
779         if (error != 0)
780                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
781 }
782
783 /*
784  *      bufspace_daemon:
785  *
786  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
787  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
788  *      block nor work to reclaim buffers.
789  */
790 static void
791 bufspace_daemon(void *arg)
792 {
793         struct bufdomain *bd = arg;
794
795         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
796             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
797
798         BD_RUN_LOCK(bd);
799         while (!bd->bd_shutdown) {
800                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
801
802                 /*
803                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
804                  * targets.
805                  *
806                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
807                  * when some free buffer headers and space are always
808                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
809                  * the excessive blocking and synchronization associated
810                  * with shortfall.  It goes through three phases according
811                  * demand:
812                  *
813                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
814                  *      during idle periods when the counters are below
815                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
816                  *
817                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
818                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
819                  *      slightly according to the rate of consumption and
820                  *      release.
821                  *
822                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
823                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
824                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
825                  *      until we return to condition 2.
826                  */
827                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
828                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
829                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
830                                 if (bd_flushall(bd))
831                                         continue;
832                                 /*
833                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
834                                  * buffers.  This is possible in particular
835                                  * because softdep may held many bufs locked
836                                  * pending writes to other bufs which are
837                                  * marked for delayed write, exhausting
838                                  * clean space until they are written.
839                                  */
840                                 bd_speedup();
841                                 BD_LOCK(bd);
842                                 if (bd->bd_wanted) {
843                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
844                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
845                                 } else
846                                         BD_UNLOCK(bd);
847                         }
848                         maybe_yield();
849                 }
850
851                 /*
852                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
853                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
854                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
855                  * freebuffers prior to checking bd_running.
856                  */
857                 BD_RUN_LOCK(bd);
858                 if (bd->bd_shutdown)
859                         break;
860                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
861                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
862                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
863                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
864                             PRIBIO, "-", hz);
865                 } else {
866                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
867                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
868                 }
869         }
870         wakeup(&bd->bd_shutdown);
871         BD_RUN_UNLOCK(bd);
872         kthread_exit();
873 }
874
875 /*
876  *      bufmallocadjust:
877  *
878  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
879  *      waking any waiters.
880  */
881 static void
882 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
883 {
884         int diff;
885
886         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
887             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
888         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
889         if (diff < 0)
890                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
891         else
892                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
893         bp->b_bufsize = bufsize;
894 }
895
896 /*
897  *      runningwakeup:
898  *
899  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
900  *      below lorunningspace.
901  */
902 static void
903 runningwakeup(void)
904 {
905
906         mtx_lock(&rbreqlock);
907         if (runningbufreq) {
908                 runningbufreq = 0;
909                 wakeup(&runningbufreq);
910         }
911         mtx_unlock(&rbreqlock);
912 }
913
914 /*
915  *      runningbufwakeup:
916  *
917  *      Decrement the outstanding write count according.
918  */
919 void
920 runningbufwakeup(struct buf *bp)
921 {
922         long space, bspace;
923
924         bspace = bp->b_runningbufspace;
925         if (bspace == 0)
926                 return;
927         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
928         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
929             space, bspace));
930         bp->b_runningbufspace = 0;
931         /*
932          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
933          * the threshold to falling below it.
934          */
935         if (space < lorunningspace)
936                 return;
937         if (space - bspace > lorunningspace)
938                 return;
939         runningwakeup();
940 }
941
942 /*
943  *      waitrunningbufspace()
944  *
945  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
946  *      running.  This routine is used in async-write situations to
947  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
948  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
949  *
950  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
951  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
952  *      caller's write has reached the device.
953  */
954 void
955 waitrunningbufspace(void)
956 {
957
958         mtx_lock(&rbreqlock);
959         while (runningbufspace > hirunningspace) {
960                 runningbufreq = 1;
961                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
962         }
963         mtx_unlock(&rbreqlock);
964 }
965
966 /*
967  *      vfs_buf_test_cache:
968  *
969  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
970  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
971  *      valid data.
972  */
973 static __inline void
974 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
975     vm_offset_t size, vm_page_t m)
976 {
977
978         /*
979          * This function and its results are protected by higher level
980          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
981          * validate pages.
982          */
983         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
984                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
985                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
986                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
987         }
988 }
989
990 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
991 static void
992 bd_wakeup(void)
993 {
994
995         mtx_lock(&bdlock);
996         if (bd_request == 0) {
997                 bd_request = 1;
998                 wakeup(&bd_request);
999         }
1000         mtx_unlock(&bdlock);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1005  */
1006 static void
1007 maxbcachebuf_adjust(void)
1008 {
1009         int i;
1010
1011         /*
1012          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1013          */
1014         i = 2;
1015         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1016                 i *= 2;
1017         maxbcachebuf = i;
1018         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1019                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1020         if (maxbcachebuf > maxphys)
1021                 maxbcachebuf = maxphys;
1022         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1023                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1028  */
1029 void
1030 bd_speedup(void)
1031 {
1032         int needwake;
1033
1034         mtx_lock(&bdlock);
1035         needwake = 0;
1036         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1037                 needwake = 1;
1038         bd_speedupreq = 1;
1039         bd_request = 1;
1040         if (needwake)
1041                 wakeup(&bd_request);
1042         mtx_unlock(&bdlock);
1043 }
1044
1045 #ifdef __i386__
1046 #define TRANSIENT_DENOM 5
1047 #else
1048 #define TRANSIENT_DENOM 10
1049 #endif
1050
1051 /*
1052  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1053  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1054  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1055  * being reserved at this time.
1056  */
1057 caddr_t
1058 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1059 {
1060         int tuned_nbuf;
1061         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1062
1063         /*
1064          * With KASAN or KMSAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for
1065          * this when sizing maps based on the amount of physical memory
1066          * available.
1067          */
1068 #if defined(KASAN)
1069         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1070             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1071 #elif defined(KMSAN)
1072         physmem_est /= 3;
1073
1074         /*
1075          * KMSAN cannot reliably determine whether buffer data is initialized
1076          * unless it is updated through a KVA mapping.
1077          */
1078         unmapped_buf_allowed = 0;
1079 #endif
1080
1081         /*
1082          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1083          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1084          */
1085         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1086
1087         maxbcachebuf_adjust();
1088         /*
1089          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1090          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1091          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1092          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1093          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1094          * maxbcache bytes.
1095          *
1096          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1097          */
1098         if (nbuf == 0) {
1099                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1100
1101                 nbuf = 50;
1102                 if (physmem_est > 4096)
1103                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1104                             65536 / factor);
1105                 if (physmem_est > 65536)
1106                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1107                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1108
1109                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1110                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1111                 tuned_nbuf = 1;
1112         } else
1113                 tuned_nbuf = 0;
1114
1115         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1116         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1117         if (nbuf > maxbuf) {
1118                 if (!tuned_nbuf)
1119                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1120                             maxbuf);
1121                 nbuf = maxbuf;
1122         }
1123
1124         /*
1125          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1126          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1127          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1128          *
1129          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1130          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1131          * maximum buffer map extent on the platform.
1132          *
1133          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1134          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1135          * with ample KVA space.
1136          */
1137         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1138                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1139                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1140                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1141                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1142                         /*
1143                          * There is more KVA than memory.  Do not
1144                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1145                          * of maxbuf to transient map.
1146                          */
1147                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1148                 } else {
1149                         /*
1150                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1151                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1152                          * the buffer map to the transient bio map.
1153                          */
1154                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1155                         buf_sz -= biotmap_sz;
1156                 }
1157                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1158                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1159                 else
1160                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1161                 /*
1162                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1163                  * using the transient mapping.
1164                  */
1165                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1166                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1167                 if (tuned_nbuf)
1168                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1169         }
1170
1171         if (nswbuf == 0) {
1172                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1173                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1174                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1175         }
1176
1177         /*
1178          * Reserve space for the buffer cache buffers
1179          */
1180         buf = (char *)v;
1181         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1182             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1183
1184         return (v);
1185 }
1186
1187 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1188 void
1189 bufinit(void)
1190 {
1191         struct buf *bp;
1192         int i;
1193
1194         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1195             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1196             MAXBSIZE));
1197         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1198         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1199         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1200         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1201
1202         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1203
1204         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1205         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1206                 bp = nbufp(i);
1207                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1208                 bp->b_flags = B_INVAL;
1209                 bp->b_rcred = NOCRED;
1210                 bp->b_wcred = NOCRED;
1211                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1212                 bp->b_domain = -1;
1213                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1214                 bp->b_xflags = 0;
1215                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1216                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1217                 BUF_LOCKINIT(bp);
1218                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1219         }
1220
1221         /*
1222          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1223          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1224          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1225          * used by most other requests.  The differential is required to 
1226          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1227          *
1228          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1229          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1230          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1231          * PAGE_SIZE.
1232          */
1233         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1234         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1235         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1236         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1237
1238         /*
1239          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1240          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1241          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1242          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1243          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1244          * hirunningspace.
1245          */
1246         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1247             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1248         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1249
1250         /*
1251          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1252          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1253          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1254          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1255          * average (small) directories.
1256          */
1257         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1258
1259         /*
1260          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1261          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1262          */
1263         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1264         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1265         /*
1266          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1267          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1268          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1269          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1270          */
1271         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1272                 hidirtybuffers >>= 1;
1273         }
1274         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1275
1276         /*
1277          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1278          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1279          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1280          * on other cpus.
1281          *
1282          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1283          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1284          */
1285         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1286         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1287         numfreebuffers = nbuf;
1288
1289         /* Setup the kva and free list allocators. */
1290         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1291         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1292             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1293             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1294
1295         /*
1296          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1297          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1298          * concurrency but less accurate LRU.
1299          */
1300         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1301         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1302                 struct bufdomain *bd;
1303
1304                 bd = &bdomain[i];
1305                 bd_init(bd);
1306                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1307                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1308                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1309                 bd->bd_bufspace = 0;
1310                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1311                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1312                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1313                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1314                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1315                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1316                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1317                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1318                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1319                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1320         }
1321         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1322         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1323         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1324         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1325         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1326         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1327         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1328         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1329 }
1330
1331 #ifdef INVARIANTS
1332 static inline void
1333 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1334 {
1335
1336         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1337             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1338         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1339             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1340         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1341             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1342 }
1343
1344 static inline void
1345 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1346 {
1347
1348         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1349             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1350 }
1351
1352 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1353 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1354 #else
1355 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1356 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1357 #endif
1358
1359 static int
1360 isbufbusy(struct buf *bp)
1361 {
1362         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1363             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1364                 return (1);
1365         return (0);
1366 }
1367
1368 /*
1369  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1370  */
1371 void
1372 bufshutdown(int show_busybufs)
1373 {
1374         static int first_buf_printf = 1;
1375         struct buf *bp;
1376         int i, iter, nbusy, pbusy;
1377 #ifndef PREEMPTION
1378         int subiter;
1379 #endif
1380
1381         /*
1382          * Sync filesystems for shutdown
1383          */
1384         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1385         kern_sync(curthread);
1386
1387         /*
1388          * With soft updates, some buffers that are
1389          * written will be remarked as dirty until other
1390          * buffers are written.
1391          */
1392         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1393                 nbusy = 0;
1394                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1395                         bp = nbufp(i);
1396                         if (isbufbusy(bp))
1397                                 nbusy++;
1398                 }
1399                 if (nbusy == 0) {
1400                         if (first_buf_printf)
1401                                 printf("All buffers synced.");
1402                         break;
1403                 }
1404                 if (first_buf_printf) {
1405                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1406                         first_buf_printf = 0;
1407                 }
1408                 printf("%d ", nbusy);
1409                 if (nbusy < pbusy)
1410                         iter = 0;
1411                 pbusy = nbusy;
1412
1413                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1414                 kern_sync(curthread);
1415
1416 #ifdef PREEMPTION
1417                 /*
1418                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1419                  */
1420                 DELAY(50000 * iter);
1421 #else
1422                 /*
1423                  * Context switch several times to allow interrupt
1424                  * threads to run.
1425                  */
1426                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1427                         thread_lock(curthread);
1428                         mi_switch(SW_VOL);
1429                         DELAY(1000);
1430                 }
1431 #endif
1432         }
1433         printf("\n");
1434         /*
1435          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1436          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1437          */
1438         nbusy = 0;
1439         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1440                 bp = nbufp(i);
1441                 if (isbufbusy(bp)) {
1442 #if 0
1443 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1444                         if (bp->b_dev == NULL) {
1445                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1446                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1447                                 continue;
1448                         }
1449 #endif
1450                         nbusy++;
1451                         if (show_busybufs > 0) {
1452                                 printf(
1453             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1454                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1455                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1456                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1457                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1458                                 if (show_busybufs > 1)
1459                                         vn_printf(bp->b_vp,
1460                                             "vnode content: ");
1461                         }
1462                 }
1463         }
1464         if (nbusy) {
1465                 /*
1466                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1467                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1468                  */
1469                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1470                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1471                 swapoff_all();
1472         } else {
1473                 if (!first_buf_printf)
1474                         printf("Final sync complete\n");
1475
1476                 /*
1477                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1478                  * the system as much as possible.  In particular, no
1479                  * I/O should be initiated from top levels since it
1480                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1481                  * erronously handled because other parts of the
1482                  * system are disabled.
1483                  *
1484                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1485                  * non-operational after unmount of the underlying
1486                  * filesystem.
1487                  */
1488                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1489                         swapoff_all();
1490                         vfs_unmountall();
1491                 }
1492         }
1493         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1494 }
1495
1496 static void
1497 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1498 {
1499
1500         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1501
1502         /*
1503          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1504          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1505          */
1506         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1507         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1508         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1509             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1510 }
1511
1512 static inline struct bufdomain *
1513 bufdomain(struct buf *bp)
1514 {
1515
1516         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1517 }
1518
1519 static struct bufqueue *
1520 bufqueue(struct buf *bp)
1521 {
1522
1523         switch (bp->b_qindex) {
1524         case QUEUE_NONE:
1525                 /* FALLTHROUGH */
1526         case QUEUE_SENTINEL:
1527                 return (NULL);
1528         case QUEUE_EMPTY:
1529                 return (&bqempty);
1530         case QUEUE_DIRTY:
1531                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1532         case QUEUE_CLEAN:
1533                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1534         default:
1535                 break;
1536         }
1537         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1538 }
1539
1540 /*
1541  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1542  */
1543 static struct bufqueue *
1544 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1545 {
1546         struct bufqueue *bq, *nbq;
1547
1548         /*
1549          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1550          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1551          * if the queues don't match.
1552          */
1553         bq = bufqueue(bp);
1554         BQ_LOCK(bq);
1555         for (;;) {
1556                 nbq = bufqueue(bp);
1557                 if (bq == nbq)
1558                         break;
1559                 BQ_UNLOCK(bq);
1560                 BQ_LOCK(nbq);
1561                 bq = nbq;
1562         }
1563         return (bq);
1564 }
1565
1566 /*
1567  *      binsfree:
1568  *
1569  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1570  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1571  */
1572 static void
1573 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1574 {
1575         struct bufdomain *bd;
1576         struct bufqueue *bq;
1577
1578         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1579             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1580         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1581
1582         /*
1583          * Handle delayed bremfree() processing.
1584          */
1585         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1586                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1587                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1588                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1589                         BUF_UNLOCK(bp);
1590                         return;
1591                 }
1592                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1593                 bq_remove(bq, bp);
1594                 BQ_UNLOCK(bq);
1595         }
1596         bd = bufdomain(bp);
1597         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1598                 if (bd->bd_lim != 0)
1599                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1600                 else
1601                         bq = bd->bd_cleanq;
1602         } else
1603                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1604         bq_insert(bq, bp, true);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * buf_free:
1609  *
1610  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1611  */
1612 static void
1613 buf_free(struct buf *bp)
1614 {
1615
1616         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1617                 bremfreef(bp);
1618         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1619                 panic("losing buffer 1");
1620         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1621                 crfree(bp->b_rcred);
1622                 bp->b_rcred = NOCRED;
1623         }
1624         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1625                 crfree(bp->b_wcred);
1626                 bp->b_wcred = NOCRED;
1627         }
1628         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1629                 buf_deallocate(bp);
1630         bufkva_free(bp);
1631         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1632         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1633         BUF_UNLOCK(bp);
1634         uma_zfree(buf_zone, bp);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * buf_import:
1639  *
1640  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1641  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1642  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1643  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1644  */
1645 static int
1646 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1647 {
1648         struct buf *bp;
1649         int i;
1650
1651         BQ_LOCK(&bqempty);
1652         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1653                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1654                 if (bp == NULL)
1655                         break;
1656                 bq_remove(&bqempty, bp);
1657                 store[i] = bp;
1658         }
1659         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1660
1661         return (i);
1662 }
1663
1664 /*
1665  * buf_release:
1666  *
1667  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1668  */
1669 static void
1670 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1671 {
1672         struct bufqueue *bq;
1673         struct buf *bp;
1674         int i;
1675
1676         bq = &bqempty;
1677         BQ_LOCK(bq);
1678         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1679                 bp = store[i];
1680                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1681                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1682                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1683                 bq->bq_len++;
1684                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1685         }
1686         BQ_UNLOCK(bq);
1687 }
1688
1689 /*
1690  * buf_alloc:
1691  *
1692  *      Allocate an empty buffer header.
1693  */
1694 static struct buf *
1695 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1696 {
1697         struct buf *bp;
1698         int freebufs, error;
1699
1700         /*
1701          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1702          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1703          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1704          */
1705         bp = NULL;
1706         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1707         if (freebufs > 0)
1708                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1709         if (bp == NULL) {
1710                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1711                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1712                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1713                 return (NULL);
1714         }
1715         /*
1716          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1717          */
1718         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1719                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1720
1721         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1722         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1723             error));
1724         (void)error;
1725
1726         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1727             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1728         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1729             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1730         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1731             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1732         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1733             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1734         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1735         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1736         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1737
1738         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1739         bp->b_flags = 0;
1740         bp->b_ioflags = 0;
1741         bp->b_xflags = 0;
1742         bp->b_vflags = 0;
1743         bp->b_vp = NULL;
1744         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1745         bp->b_offset = NOOFFSET;
1746         bp->b_iodone = 0;
1747         bp->b_error = 0;
1748         bp->b_resid = 0;
1749         bp->b_bcount = 0;
1750         bp->b_npages = 0;
1751         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1752         bp->b_bufobj = NULL;
1753         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1754         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1755         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1756         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1757         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1758
1759         return (bp);
1760 }
1761
1762 /*
1763  *      buf_recycle:
1764  *
1765  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1766  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1767  *      defragmenting.
1768  */
1769 static int
1770 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1771 {
1772         struct bufqueue *bq;
1773         struct buf *bp, *nbp;
1774
1775         if (kva)
1776                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1777         nbp = NULL;
1778         bq = bd->bd_cleanq;
1779         BQ_LOCK(bq);
1780         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1781             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1782         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1783
1784         /*
1785          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1786          * depending.
1787          */
1788         while ((bp = nbp) != NULL) {
1789                 /*
1790                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1791                  * release the bqlock).
1792                  */
1793                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1794
1795                 /*
1796                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1797                  * some kva to reclaim.
1798                  */
1799                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1800                         continue;
1801
1802                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1803                         continue;
1804
1805                 /*
1806                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1807                  * accessed buffers.
1808                  */
1809                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1810                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1811                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1812                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1813                         BUF_UNLOCK(bp);
1814                         continue;
1815                 }
1816
1817                 /*
1818                  * Skip buffers with background writes in progress.
1819                  */
1820                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1821                         BUF_UNLOCK(bp);
1822                         continue;
1823                 }
1824
1825                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1826                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1827                     bp->b_qindex, bp));
1828                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1829                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1830                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1831                 /*
1832                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1833                  * the scan from this point on.
1834                  */
1835                 bq_remove(bq, bp);
1836                 BQ_UNLOCK(bq);
1837
1838                 /*
1839                  * Requeue the background write buffer with error and
1840                  * restart the scan.
1841                  */
1842                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1843                         bqrelse(bp);
1844                         BQ_LOCK(bq);
1845                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1846                         continue;
1847                 }
1848                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1849                 brelse(bp);
1850                 return (0);
1851         }
1852         bd->bd_wanted = 1;
1853         BQ_UNLOCK(bq);
1854
1855         return (ENOBUFS);
1856 }
1857
1858 /*
1859  *      bremfree:
1860  *
1861  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1862  *
1863  */
1864 void
1865 bremfree(struct buf *bp)
1866 {
1867
1868         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1869         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1870             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1871         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1872             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1873         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1874
1875         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1876 }
1877
1878 /*
1879  *      bremfreef:
1880  *
1881  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1882  *      it abuses the b_freelist pointer.
1883  */
1884 void
1885 bremfreef(struct buf *bp)
1886 {
1887         struct bufqueue *bq;
1888
1889         bq = bufqueue_acquire(bp);
1890         bq_remove(bq, bp);
1891         BQ_UNLOCK(bq);
1892 }
1893
1894 static void
1895 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1896 {
1897
1898         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1899         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1900         bq->bq_len = 0;
1901         bq->bq_index = qindex;
1902         bq->bq_subqueue = subqueue;
1903 }
1904
1905 static void
1906 bd_init(struct bufdomain *bd)
1907 {
1908         int i;
1909
1910         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1911         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1912         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1913         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1914                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1915                     "bufq clean subqueue lock");
1916         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1917 }
1918
1919 /*
1920  *      bq_remove:
1921  *
1922  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1923  *      correct qlock held.
1924  */
1925 static void
1926 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1927 {
1928
1929         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1930             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1931         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1932             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1933         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1934             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1935
1936         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1937         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1938                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1939         }
1940         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1941             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1942         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1943         bq->bq_len--;
1944         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1945         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1946 }
1947
1948 static void
1949 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1950 {
1951         struct buf *bp;
1952
1953         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1954         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1955                 BD_LOCK(bd);
1956                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1957                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1958                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1959                             b_freelist);
1960                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1961                 }
1962                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1963                 bq->bq_len = 0;
1964         }
1965         if (bd->bd_wanted) {
1966                 bd->bd_wanted = 0;
1967                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1968         }
1969         if (bq != bd->bd_cleanq)
1970                 BD_UNLOCK(bd);
1971 }
1972
1973 static int
1974 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1975 {
1976         struct bufqueue *bq;
1977         int flushed;
1978         int i;
1979
1980         if (bd->bd_lim == 0)
1981                 return (0);
1982         flushed = 0;
1983         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1984                 bq = &bd->bd_subq[i];
1985                 if (bq->bq_len == 0)
1986                         continue;
1987                 BQ_LOCK(bq);
1988                 bd_flush(bd, bq);
1989                 BQ_UNLOCK(bq);
1990                 flushed++;
1991         }
1992
1993         return (flushed);
1994 }
1995
1996 static void
1997 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1998 {
1999         struct bufdomain *bd;
2000
2001         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2002                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2003
2004         bd = bufdomain(bp);
2005         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2006                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2007                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2008                         bq = bd->bd_cleanq;
2009                 BQ_LOCK(bq);
2010                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2011         } else {
2012                 BQ_LOCK(bq);
2013                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2014         }
2015         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2016         bq->bq_len++;
2017         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2018         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2019
2020         /*
2021          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2022          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2023          */
2024         if (unlock)
2025                 BUF_UNLOCK(bp);
2026
2027         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2028                 /*
2029                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2030                  */
2031                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2032                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2033                         bd_flush(bd, bq);
2034         }
2035         BQ_UNLOCK(bq);
2036 }
2037
2038 /*
2039  *      bufkva_free:
2040  *
2041  *      Free the kva allocation for a buffer.
2042  *
2043  */
2044 static void
2045 bufkva_free(struct buf *bp)
2046 {
2047
2048 #ifdef INVARIANTS
2049         if (bp->b_kvasize == 0) {
2050                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2051                     bp->b_data == unmapped_buf,
2052                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2053         } else if (buf_mapped(bp))
2054                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2055         else
2056                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2057 #endif
2058         if (bp->b_kvasize == 0)
2059                 return;
2060
2061         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2062         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2063         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2064         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2065         bp->b_kvasize = 0;
2066 }
2067
2068 /*
2069  *      bufkva_alloc:
2070  *
2071  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2072  */
2073 static int
2074 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2075 {
2076         vm_offset_t addr;
2077         int error;
2078
2079         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2080             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2081         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2082         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2083             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2084
2085         bufkva_free(bp);
2086
2087         addr = 0;
2088         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2089         if (error != 0) {
2090                 /*
2091                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2092                  * to defragment the map.
2093                  */
2094                 return (error);
2095         }
2096         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2097         bp->b_kvasize = maxsize;
2098         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2099         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2100                 bp->b_data = unmapped_buf;
2101                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2102         } else {
2103                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2104                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2105         }
2106         return (0);
2107 }
2108
2109 /*
2110  *      bufkva_reclaim:
2111  *
2112  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2113  *      callback that fires to avoid returning failure.
2114  */
2115 static void
2116 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2117 {
2118         bool done;
2119         int q;
2120         int i;
2121
2122         done = false;
2123         for (i = 0; i < 5; i++) {
2124                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2125                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2126                                 done = true;
2127                 if (done)
2128                         break;
2129         }
2130         return;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2135  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2136  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2137  */
2138 static void
2139 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2140     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2141 {
2142         struct buf *rabp;
2143         struct thread *td;
2144         int i;
2145
2146         td = curthread;
2147
2148         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2149                 if (inmem(vp, *rablkno))
2150                         continue;
2151                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2152                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2153                         brelse(rabp);
2154                         continue;
2155                 }
2156 #ifdef RACCT
2157                 if (racct_enable) {
2158                         PROC_LOCK(curproc);
2159                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2160                         PROC_UNLOCK(curproc);
2161                 }
2162 #endif /* RACCT */
2163                 td->td_ru.ru_inblock++;
2164                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2165                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2166                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2167                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2168                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2169                 }
2170                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2171                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2172                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2173                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2174                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2175                 BUF_KERNPROC(rabp);
2176                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2177                 bstrategy(rabp);
2178         }
2179 }
2180
2181 /*
2182  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2183  *
2184  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2185  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2186  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2187  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2188  *
2189  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2190  *
2191  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2192  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2193  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2194  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2195  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2196  * for blkno and dblkno.
2197  */
2198 int
2199 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2200     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2201     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2202 {
2203         struct buf *bp;
2204         struct thread *td;
2205         int error, readwait, rv;
2206
2207         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2208         td = curthread;
2209         /*
2210          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2211          * are specified.
2212          */
2213         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2214         if (error != 0) {
2215                 *bpp = NULL;
2216                 return (error);
2217         }
2218         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2219             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2220             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2221         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2222         *bpp = bp;
2223
2224         /*
2225          * If not found in cache, do some I/O
2226          */
2227         readwait = 0;
2228         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2229 #ifdef RACCT
2230                 if (racct_enable) {
2231                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2232                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2233                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2234                 }
2235 #endif /* RACCT */
2236                 td->td_ru.ru_inblock++;
2237                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2238                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2239                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2240                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2241                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2242                 }
2243                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2244                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2245                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2246                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2247                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2248                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2249                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2250                 bstrategy(bp);
2251                 ++readwait;
2252         }
2253
2254         /*
2255          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2256          */
2257         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2258
2259         rv = 0;
2260         if (readwait) {
2261                 rv = bufwait(bp);
2262                 if (rv != 0) {
2263                         brelse(bp);
2264                         *bpp = NULL;
2265                 }
2266         }
2267         return (rv);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2272  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2273  * is invalid.
2274  *
2275  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2276  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2277  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2278  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2279  * here.
2280  */
2281 int
2282 bufwrite(struct buf *bp)
2283 {
2284         int oldflags;
2285         struct vnode *vp;
2286         long space;
2287         int vp_md;
2288
2289         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2290         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2291                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2292                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2293                 brelse(bp);
2294                 return (ENXIO);
2295         }
2296         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2297                 brelse(bp);
2298                 return (0);
2299         }
2300
2301         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2302                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2303
2304         oldflags = bp->b_flags;
2305
2306         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2307             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2308
2309         vp = bp->b_vp;
2310         if (vp)
2311                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2312         else
2313                 vp_md = 0;
2314
2315         /*
2316          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2317          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2318          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2319          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2320          */
2321         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2322         bundirty(bp);
2323
2324         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2325         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2326         bp->b_flags |= B_CACHE;
2327         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2328
2329         vfs_busy_pages(bp, 1);
2330
2331         /*
2332          * Normal bwrites pipeline writes
2333          */
2334         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2335         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2336
2337 #ifdef RACCT
2338         if (racct_enable) {
2339                 PROC_LOCK(curproc);
2340                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2341                 PROC_UNLOCK(curproc);
2342         }
2343 #endif /* RACCT */
2344         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2345         if (oldflags & B_ASYNC)
2346                 BUF_KERNPROC(bp);
2347         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2348         buf_track(bp, __func__);
2349         bstrategy(bp);
2350
2351         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2352                 int rtval = bufwait(bp);
2353                 brelse(bp);
2354                 return (rtval);
2355         } else if (space > hirunningspace) {
2356                 /*
2357                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2358                  * system.  We will not deadlock here because
2359                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2360                  * to complete. We do not block here if it is the update
2361                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2362                  * to deadlock.
2363                  */
2364                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2365                         waitrunningbufspace();
2366         }
2367
2368         return (0);
2369 }
2370
2371 void
2372 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2373 {
2374         struct buf *nbp;
2375         struct bufdomain *bd;
2376
2377         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2378         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2379                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2380                 altbufferflushes++;
2381         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2382                 BO_LOCK(bo);
2383                 /*
2384                  * Try to find a buffer to flush.
2385                  */
2386                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2387                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2388                             BUF_LOCK(nbp,
2389                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2390                                 continue;
2391                         if (bp == nbp)
2392                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2393                         BO_UNLOCK(bo);
2394                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2395                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2396                                 BO_LOCK(bo);
2397                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2398                                 continue;
2399                         }
2400                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2401                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2402                         } else {
2403                                 bremfree(nbp);
2404                                 bawrite(nbp);
2405                         }
2406                         dirtybufferflushes++;
2407                         break;
2408                 }
2409                 if (nbp == NULL)
2410                         BO_UNLOCK(bo);
2411         }
2412 }
2413
2414 /*
2415  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2416  * anything if the buffer is marked invalid.
2417  *
2418  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2419  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2420  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2421  * out synchronously.
2422  */
2423 void
2424 bdwrite(struct buf *bp)
2425 {
2426         struct thread *td = curthread;
2427         struct vnode *vp;
2428         struct bufobj *bo;
2429
2430         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2431         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2432         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2433             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2434
2435         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2436                 brelse(bp);
2437                 return;
2438         }
2439
2440         /*
2441          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2442          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2443          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2444          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2445          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2446          */
2447         vp = bp->b_vp;
2448         bo = bp->b_bufobj;
2449         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2450                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2451                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2452                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2453         } else
2454                 recursiveflushes++;
2455
2456         bdirty(bp);
2457         /*
2458          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2459          * true even of NFS now.
2460          */
2461         bp->b_flags |= B_CACHE;
2462
2463         /*
2464          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2465          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2466          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2467          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2468          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2469          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2470          * the bmap then...  So, this is important to do.
2471          */
2472         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2473                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2474         }
2475
2476         buf_track(bp, __func__);
2477
2478         /*
2479          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2480          * pages.
2481          *
2482          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2483          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2484          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2485          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2486          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2487          * or perhaps the cluster will be completed.
2488          */
2489         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2490         bqrelse(bp);
2491
2492         /*
2493          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2494          * due to the softdep code.
2495          */
2496 }
2497
2498 /*
2499  *      bdirty:
2500  *
2501  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2502  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2503  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2504  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2505  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2506  *
2507  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2508  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2509  *      should only be called if the buffer is known-good.
2510  *
2511  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2512  *      count.
2513  *
2514  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2515  */
2516 void
2517 bdirty(struct buf *bp)
2518 {
2519
2520         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2521             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2522         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2523         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2524             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2525         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2526         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2527
2528         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2529                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2530                 reassignbuf(bp);
2531                 bdirtyadd(bp);
2532         }
2533 }
2534
2535 /*
2536  *      bundirty:
2537  *
2538  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2539  *
2540  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2541  *      count.
2542  *
2543  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2544  */
2545
2546 void
2547 bundirty(struct buf *bp)
2548 {
2549
2550         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2551         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2552         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2553             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2554
2555         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2556                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2557                 reassignbuf(bp);
2558                 bdirtysub(bp);
2559         }
2560         /*
2561          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2562          */
2563         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2564 }
2565
2566 /*
2567  *      bawrite:
2568  *
2569  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2570  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2571  *
2572  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2573  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2574  */
2575 void
2576 bawrite(struct buf *bp)
2577 {
2578
2579         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2580         (void) bwrite(bp);
2581 }
2582
2583 /*
2584  *      babarrierwrite:
2585  *
2586  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2587  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2588  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2589  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2590  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2591  */
2592 void
2593 babarrierwrite(struct buf *bp)
2594 {
2595
2596         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2597         (void) bwrite(bp);
2598 }
2599
2600 /*
2601  *      bbarrierwrite:
2602  *
2603  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2604  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2605  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2606  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2607  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2608  */
2609 int
2610 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2611 {
2612
2613         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2614         return (bwrite(bp));
2615 }
2616
2617 /*
2618  *      bwillwrite:
2619  *
2620  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2621  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2622  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2623  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2624  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2625  */
2626 void
2627 bwillwrite(void)
2628 {
2629
2630         if (buf_dirty_count_severe()) {
2631                 mtx_lock(&bdirtylock);
2632                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2633                         bdirtywait = 1;
2634                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2635                             "flswai", 0);
2636                 }
2637                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2638         }
2639 }
2640
2641 /*
2642  * Return true if we have too many dirty buffers.
2643  */
2644 int
2645 buf_dirty_count_severe(void)
2646 {
2647
2648         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2649 }
2650
2651 /*
2652  *      brelse:
2653  *
2654  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2655  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2656  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2657  */
2658 void
2659 brelse(struct buf *bp)
2660 {
2661         struct mount *v_mnt;
2662         int qindex;
2663
2664         /*
2665          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2666          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2667          */
2668         if (bp == NULL)
2669                 return;
2670         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2671             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2672         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2673             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2674         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2675             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2676
2677         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2678                 /*
2679                  * Do not process, in particular, do not handle the
2680                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2681                  */
2682                 BUF_UNLOCK(bp);
2683                 return;
2684         }
2685
2686         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2687                 bqrelse(bp);
2688                 return;
2689         }
2690
2691         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2692                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2693         } else {
2694                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2695                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2696         }
2697
2698         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2699                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2700                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2701                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2702                 bdirty(bp);
2703         }
2704
2705         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2706             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2707                 /*
2708                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2709                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2710                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2711                  * freed.
2712                  */
2713                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2714                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2715         }
2716
2717         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2718             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2719             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2720                 /*
2721                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2722                  * means the device is gone) are treated as being
2723                  * transient.
2724                  *
2725                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2726                  * contract with the local storage device drivers is that
2727                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2728                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2729                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2730                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2731                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2732                  * this entire case should be made obsolete through better
2733                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2734                  *
2735                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2736                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2737                  * to access the buffer to untangle them.
2738                  *
2739                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2740                  */
2741                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2742                 bdirty(bp);
2743         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2744             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2745                 /*
2746                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2747                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2748                  * no longer present.
2749                  */
2750                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2751                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2752                         buf_deallocate(bp);
2753                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2754                         bdirtysub(bp);
2755                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2756                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2757                         allocbuf(bp, 0);
2758                         if (bp->b_vp)
2759                                 brelvp(bp);
2760                 }
2761         }
2762
2763         /*
2764          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2765          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2766          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2767          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2768          * 
2769          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2770          * if B_DELWRI is set.
2771          */
2772         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2773                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2774
2775         /*
2776          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2777          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2778          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2779          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2780          *
2781          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2782          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2783          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2784          *
2785          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2786          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2787          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2788          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2789          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2790          * background write.
2791          */
2792
2793         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2794
2795         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2796             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2797             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2798             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2799                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2800                 allocbuf(bp, 0);
2801         }
2802
2803         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2804             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2805                 allocbuf(bp, 0);
2806                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2807                 if (bp->b_vp != NULL)
2808                         brelvp(bp);
2809         }
2810
2811         /*
2812          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2813          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2814          * doesn't find it.
2815          */
2816         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2817             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2818                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2819         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2820                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2821                         bundirty(bp);
2822                 if (bp->b_vp)
2823                         brelvp(bp);
2824         }
2825
2826         buf_track(bp, __func__);
2827
2828         /* buffers with no memory */
2829         if (bp->b_bufsize == 0) {
2830                 buf_free(bp);
2831                 return;
2832         }
2833         /* buffers with junk contents */
2834         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2835             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2836                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2837                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2838                         panic("losing buffer 2");
2839                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2840                 bp->b_flags |= B_AGE;
2841         /* remaining buffers */
2842         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2843                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2844         else
2845                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2846
2847         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2848                 panic("brelse: not dirty");
2849
2850         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2851         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2852         /* binsfree unlocks bp. */
2853         binsfree(bp, qindex);
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2858  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2859  *
2860  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2861  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2862  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2863  * again soon.
2864  *
2865  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2866  */
2867 void
2868 bqrelse(struct buf *bp)
2869 {
2870         int qindex;
2871
2872         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2873         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2874             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2875
2876         qindex = QUEUE_NONE;
2877         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2878                 /* do not release to free list */
2879                 BUF_UNLOCK(bp);
2880                 return;
2881         }
2882         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2883         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2884
2885         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2886                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2887         } else {
2888                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2889                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2890         }
2891
2892         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2893                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2894                         bremfreef(bp);
2895                 goto out;
2896         }
2897
2898         /* buffers with stale but valid contents */
2899         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2900             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2901                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2902                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2903                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2904                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2905         } else {
2906                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2907                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2908                         panic("bqrelse: not dirty");
2909                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2910                         brelse(bp);
2911                         return;
2912                 }
2913                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2914         }
2915         buf_track(bp, __func__);
2916         /* binsfree unlocks bp. */
2917         binsfree(bp, qindex);
2918         return;
2919
2920 out:
2921         buf_track(bp, __func__);
2922         /* unlock */
2923         BUF_UNLOCK(bp);
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2928  * restore bogus pages.
2929  */
2930 static void
2931 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2932 {
2933         vm_ooffset_t foff;
2934         vm_page_t m;
2935         vm_object_t obj;
2936         struct vnode *vp __unused;
2937         int i, iosize, resid;
2938         bool bogus;
2939
2940         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2941         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2942             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2943             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2944
2945         vp = bp->b_vp;
2946         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2947         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2948
2949         foff = bp->b_offset;
2950         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2951             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2952
2953         bogus = false;
2954         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2955         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2956                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2957                 if (resid > iosize)
2958                         resid = iosize;
2959
2960                 /*
2961                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2962                  */
2963                 m = bp->b_pages[i];
2964                 if (m == bogus_page) {
2965                         bogus = true;
2966                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2967                         if (m == NULL)
2968                                 panic("biodone: page disappeared!");
2969                         bp->b_pages[i] = m;
2970                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2971                         /*
2972                          * In the write case, the valid and clean bits are
2973                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2974                          * only need to do this here in the read case.
2975                          */
2976                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2977                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2978                             "has unexpected dirty bits", m));
2979                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2980                 }
2981                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2982                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2983                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2984
2985                 vm_page_sunbusy(m);
2986                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2987                 iosize -= resid;
2988         }
2989         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2990         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2991                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2992                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2993                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2994         }
2995 }
2996
2997 /*
2998  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2999  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3000  */
3001 static void
3002 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3003 {
3004         vm_object_t obj;
3005         vm_page_t m;
3006         int flags, i, resid, poffset, presid;
3007
3008         if (buf_mapped(bp)) {
3009                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3010                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3011         } else
3012                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3013         /*
3014          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3015          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3016          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3017          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3018          *
3019          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3020          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3021          * m->dirty, etc...). 
3022          *
3023          * See man buf(9) for more information
3024          */
3025         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3026         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3027         resid = bp->b_bufsize;
3028         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3029         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3030         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3031                 m = bp->b_pages[i];
3032                 if (m == bogus_page)
3033                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3034                 bp->b_pages[i] = NULL;
3035
3036                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3037                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3038                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3039                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3040                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3041                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3042                 vm_page_sunbusy(m);
3043                 vm_page_release_locked(m, flags);
3044                 resid -= presid;
3045                 poffset = 0;
3046         }
3047         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3048         bp->b_npages = 0;
3049 }
3050
3051 /*
3052  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3053  */
3054 static void
3055 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3056 {
3057         vm_object_t obj;
3058         vm_page_t m;
3059         int flags, i;
3060
3061         if (bp->b_npages == desiredpages)
3062                 return;
3063
3064         if (buf_mapped(bp)) {
3065                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3066                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3067                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3068         } else
3069                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3070
3071         /*
3072          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3073          */
3074         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3075         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3076                 flags |= VPR_TRYFREE;
3077                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3078                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3079         } else {
3080                 obj = NULL;
3081         }
3082         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3083                 m = bp->b_pages[i];
3084                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3085                 bp->b_pages[i] = NULL;
3086                 if (obj != NULL)
3087                         vm_page_release_locked(m, flags);
3088                 else
3089                         vm_page_release(m, flags);
3090         }
3091         if (obj != NULL)
3092                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3093         bp->b_npages = desiredpages;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3098  */
3099 static void
3100 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3101 {
3102         /*
3103          * We are growing the buffer, possibly in a 
3104          * byte-granular fashion.
3105          */
3106         vm_object_t obj;
3107         vm_offset_t toff;
3108         vm_offset_t tinc;
3109         vm_page_t m;
3110
3111         /*
3112          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3113          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3114          * are not valid for the range covered by the buffer.
3115          */
3116         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3117         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3118                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3119                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3120                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3121
3122                 /*
3123                  * We must allocate system pages since blocking
3124                  * here could interfere with paging I/O, no
3125                  * matter which process we are.
3126                  *
3127                  * Only exclusive busy can be tested here.
3128                  * Blocking on shared busy might lead to
3129                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3130                  * pages are vfs_busy_pages().
3131                  */
3132                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3133                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3134                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3135                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3136                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3137                 bp->b_npages = desiredpages;
3138         }
3139
3140         /*
3141          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3142          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3143          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3144          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3145          * aligned range ( newbsize ).
3146          *
3147          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3148          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3149          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3150          * fails with NFS if the server or some other client
3151          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3152          * B_CACHE may remain set! XXX
3153          */
3154         toff = bp->b_bcount;
3155         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3156         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3157                 vm_pindex_t pi;
3158
3159                 if (tinc > (size - toff))
3160                         tinc = size - toff;
3161                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3162                 m = bp->b_pages[pi];
3163                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3164                 toff += tinc;
3165                 tinc = PAGE_SIZE;
3166         }
3167
3168         /*
3169          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3170          */
3171         if (buf_mapped(bp))
3172                 bpmap_qenter(bp);
3173         else
3174                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3179  * write.
3180  */
3181 static int
3182 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3183 {
3184         struct buf *bpa;
3185         int match;
3186
3187         match = 0;
3188
3189         /* If the buf isn't in core skip it */
3190         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3191                 return (0);
3192
3193         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3194         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3195                 return (0);
3196
3197         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3198         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3199             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3200                 goto done;
3201
3202         if (bpa->b_bufsize != size)
3203                 goto done;
3204
3205         /*
3206          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3207          * block has been mapped.
3208          */
3209         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3210                 match = 1;
3211 done:
3212         BUF_UNLOCK(bpa);
3213         return (match);
3214 }
3215
3216 /*
3217  *      vfs_bio_awrite:
3218  *
3219  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3220  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3221  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3222  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3223  */
3224 int
3225 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3226 {
3227         struct bufobj *bo;
3228         int i;
3229         int j;
3230         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3231         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3232         int ncl;
3233         int nwritten;
3234         int size;
3235         int maxcl;
3236         int gbflags;
3237
3238         bo = &vp->v_bufobj;
3239         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3240         /*
3241          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3242          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3243          * rather then at the beginning.
3244          */
3245         if ((vp->v_type == VREG) && 
3246             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3247             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3248                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3249                 maxcl = maxphys / size;
3250
3251                 BO_RLOCK(bo);
3252                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3253                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3254                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3255                                 break;
3256
3257                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3258                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3259                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3260                                 break;
3261                 BO_RUNLOCK(bo);
3262                 --j;
3263                 ncl = i + j;
3264                 /*
3265                  * this is a possible cluster write
3266                  */
3267                 if (ncl != 1) {
3268                         BUF_UNLOCK(bp);
3269                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3270                             gbflags);
3271                         return (nwritten);
3272                 }
3273         }
3274         bremfree(bp);
3275         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3276         /*
3277          * default (old) behavior, writing out only one block
3278          *
3279          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3280          */
3281         nwritten = bp->b_bufsize;
3282         (void) bwrite(bp);
3283
3284         return (nwritten);
3285 }
3286
3287 /*
3288  *      getnewbuf_kva:
3289  *
3290  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3291  */
3292 static int
3293 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3294 {
3295
3296         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3297                 /*
3298                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3299                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3300                  */
3301                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3302
3303                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3304                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3305                         return (ENOSPC);
3306         }
3307         return (0);
3308 }
3309
3310 /*
3311  *      getnewbuf:
3312  *
3313  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3314  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3315  *
3316  *      We block if:
3317  *              We have insufficient buffer headers
3318  *              We have insufficient buffer space
3319  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3320  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3321  *
3322  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3323  *      allocbuf() is called.
3324  */
3325 static struct buf *
3326 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3327 {
3328         struct bufdomain *bd;
3329         struct buf *bp;
3330         bool metadata, reserved;
3331
3332         bp = NULL;
3333         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3334             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3335         if (!unmapped_buf_allowed)
3336                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3337
3338         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3339             vp->v_type == VCHR)
3340                 metadata = true;
3341         else
3342                 metadata = false;
3343         if (vp == NULL)
3344                 bd = &bdomain[0];
3345         else
3346                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3347
3348         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3349         reserved = false;
3350         do {
3351                 if (reserved == false &&
3352                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3353                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3354                         continue;
3355                 }
3356                 reserved = true;
3357                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3358                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3359                         continue;
3360                 }
3361                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3362                         return (bp);
3363                 break;
3364         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3365
3366         if (reserved)
3367                 bufspace_release(bd, maxsize);
3368         if (bp != NULL) {
3369                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3370                 brelse(bp);
3371         }
3372         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3373
3374         return (NULL);
3375 }
3376
3377 /*
3378  *      buf_daemon:
3379  *
3380  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3381  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3382  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3383  */
3384 static struct kproc_desc buf_kp = {
3385         "bufdaemon",
3386         buf_daemon,
3387         &bufdaemonproc
3388 };
3389 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3390
3391 static int
3392 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3393 {
3394         int flushed;
3395
3396         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3397         if (flushed == 0) {
3398                 /*
3399                  * Could not find any buffers without rollback
3400                  * dependencies, so just write the first one
3401                  * in the hopes of eventually making progress.
3402                  */
3403                 if (vp != NULL && target > 2)
3404                         target /= 2;
3405                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3406         }
3407         return (flushed);
3408 }
3409
3410 static void
3411 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3412 {
3413         int error;
3414
3415         mtx_lock(&bdlock);
3416         bd_shutdown = true;
3417         wakeup(&bd_request);
3418         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3419             60 * hz);
3420         mtx_unlock(&bdlock);
3421         if (error != 0)
3422                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3423 }
3424
3425 static void
3426 buf_daemon()
3427 {
3428         struct bufdomain *bd;
3429         int speedupreq;
3430         int lodirty;
3431         int i;
3432
3433         /*
3434          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3435          */
3436         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3437             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3438
3439         /*
3440          * Start the buf clean daemons as children threads.
3441          */
3442         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3443                 int error;
3444
3445                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3446                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3447                 if (error)
3448                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3449         }
3450
3451         /*
3452          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3453          */
3454         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3455         mtx_lock(&bdlock);
3456         while (!bd_shutdown) {
3457                 bd_request = 0;
3458                 mtx_unlock(&bdlock);
3459
3460                 /*
3461                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3462                  * requests.
3463                  */
3464                 speedupreq = bd_speedupreq;
3465                 bd_speedupreq = 0;
3466
3467                 /*
3468                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3469                  * the speedup request.
3470                  */
3471                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3472                         bd = &bdomain[i];
3473                         if (speedupreq)
3474                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3475                         else
3476                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3477                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3478                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3479                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3480                                         break;
3481                                 kern_yield(PRI_USER);
3482                         }
3483                 }
3484
3485                 /*
3486                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3487                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3488                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3489                  * built up, within reason.
3490                  *
3491                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3492                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3493                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3494                  */
3495                 mtx_lock(&bdlock);
3496                 if (bd_shutdown)
3497                         break;
3498                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3499                         /*
3500                          * We reached our low water mark, reset the
3501                          * request and sleep until we are needed again.
3502                          * The sleep is just so the suspend code works.
3503                          */
3504                         bd_request = 0;
3505                         /*
3506                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3507                          * changed via sysctl and the explicit transition
3508                          * out of shortfall was missed.
3509                          */
3510                         bdirtywakeup();
3511                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3512                                 runningwakeup();
3513                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3514                 } else {
3515                         /*
3516                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3517                          * still have too many dirty buffers, we
3518                          * have to sleep and try again.  (rare)
3519                          */
3520                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3521                 }
3522         }
3523         wakeup(&bd_shutdown);
3524         mtx_unlock(&bdlock);
3525         kthread_exit();
3526 }
3527
3528 /*
3529  *      flushbufqueues:
3530  *
3531  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3532  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3533  *      particularly sensitive to.
3534  */
3535 static int flushwithdeps = 0;
3536 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3537     &flushwithdeps, 0,
3538     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3539
3540 static int
3541 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3542     int flushdeps)
3543 {
3544         struct bufqueue *bq;
3545         struct buf *sentinel;
3546         struct vnode *vp;
3547         struct mount *mp;
3548         struct buf *bp;
3549         int hasdeps;
3550         int flushed;
3551         int error;
3552         bool unlock;
3553
3554         flushed = 0;
3555         bq = &bd->bd_dirtyq;
3556         bp = NULL;
3557         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3558         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3559         BQ_LOCK(bq);
3560         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3561         BQ_UNLOCK(bq);
3562         while (flushed != target) {
3563                 maybe_yield();
3564                 BQ_LOCK(bq);
3565                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3566                 if (bp != NULL) {
3567                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3568                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3569                             b_freelist);
3570                 } else {
3571                         BQ_UNLOCK(bq);
3572                         break;
3573                 }
3574                 /*
3575                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3576                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3577                  *
3578                  * Only flush the buffers that belong to the
3579                  * vnode locked by the curthread.
3580                  */
3581                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3582                     bp->b_vp != lvp)) {
3583                         BQ_UNLOCK(bq);
3584                         continue;
3585                 }
3586                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3587                 BQ_UNLOCK(bq);
3588                 if (error != 0)
3589                         continue;
3590
3591                 /*
3592                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3593                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3594                  */
3595                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3596                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3597                         BUF_UNLOCK(bp);
3598                         continue;
3599                 }
3600                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3601                         bremfreef(bp);
3602                         brelse(bp);
3603                         flushed++;
3604                         continue;
3605                 }
3606
3607                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3608                         if (flushdeps == 0) {
3609                                 BUF_UNLOCK(bp);
3610                                 continue;
3611                         }
3612                         hasdeps = 1;
3613                 } else
3614                         hasdeps = 0;
3615                 /*
3616                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3617                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3618                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3619                  * system.
3620                  *
3621                  * The lock order here is the reverse of the normal
3622                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3623                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3624                  */
3625                 vp = bp->b_vp;
3626                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3627                         BUF_UNLOCK(bp);
3628                         continue;
3629                 }
3630                 if (lvp == NULL) {
3631                         unlock = true;
3632                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3633                 } else {
3634                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3635                         unlock = false;
3636                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3637                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3638                 }
3639                 if (error == 0) {
3640                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3641                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3642                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3643                                 vfs_bio_awrite(bp);
3644                         } else {
3645                                 bremfree(bp);
3646                                 bwrite(bp);
3647                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3648                         }
3649                         vn_finished_write(mp);
3650                         if (unlock)
3651                                 VOP_UNLOCK(vp);
3652                         flushwithdeps += hasdeps;
3653                         flushed++;
3654
3655                         /*
3656                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3657                          * vnode lock leads to deadlock.
3658                          */
3659                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3660                             runningbufspace > hirunningspace)
3661                                 waitrunningbufspace();
3662                         continue;
3663                 }
3664                 vn_finished_write(mp);
3665                 BUF_UNLOCK(bp);
3666         }
3667         BQ_LOCK(bq);
3668         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3669         BQ_UNLOCK(bq);
3670         free(sentinel, M_TEMP);
3671         return (flushed);
3672 }
3673
3674 /*
3675  * Check to see if a block is currently memory resident.
3676  */
3677 struct buf *
3678 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3679 {
3680         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Returns true if no I/O is needed to access the
3685  * associated VM object.  This is like incore except
3686  * it also hunts around in the VM system for the data.
3687  */
3688 bool
3689 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3690 {
3691         vm_object_t obj;
3692         vm_offset_t toff, tinc, size;
3693         vm_page_t m, n;
3694         vm_ooffset_t off;
3695         int valid;
3696
3697         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3698
3699         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3700                 return (true);
3701         if (vp->v_mount == NULL)
3702                 return (false);
3703         obj = vp->v_object;
3704         if (obj == NULL)
3705                 return (false);
3706
3707         size = PAGE_SIZE;
3708         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3709                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3710         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3711
3712         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3713                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3714 recheck:
3715                 if (m == NULL)
3716                         return (false);
3717
3718                 tinc = size;
3719                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3720                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3721                 /*
3722                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3723                  * during the check.
3724                  */
3725                 valid = vm_page_is_valid(m,
3726                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3727                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3728                 if (m != n) {
3729                         m = n;
3730                         goto recheck;
3731                 }
3732                 if (!valid)
3733                         return (false);
3734         }
3735         return (true);
3736 }
3737
3738 /*
3739  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3740  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3741  * to the size of the buffer.
3742  *
3743  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3744  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3745  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3746  *
3747  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3748  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3749  */
3750 static void
3751 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3752 {
3753         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3754         vm_page_t m;
3755         int i;
3756
3757         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3758                 return;
3759
3760         foff = bp->b_offset;
3761         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3762             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3763
3764         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3765         vfs_setdirty_range(bp);
3766         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3767                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3768                 eoff = noff;
3769                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3770                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3771                 m = bp->b_pages[i];
3772                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3773                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3774                 foff = noff;
3775         }
3776         vfs_busy_pages_release(bp);
3777 }
3778
3779 static void
3780 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3781 {
3782         vm_offset_t boffset;
3783         vm_offset_t eoffset;
3784         int i;
3785
3786         /*
3787          * test the pages to see if they have been modified directly
3788          * by users through the VM system.
3789          */
3790         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3791                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3792
3793         /*
3794          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3795          * (eoffset - boffset) bytes.
3796          */
3797
3798         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3799                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3800                         break;
3801         }
3802         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3803
3804         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3805                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3806                         break;
3807                 }
3808         }
3809         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3810
3811         /*
3812          * Fit it to the buffer.
3813          */
3814
3815         if (eoffset > bp->b_bcount)
3816                 eoffset = bp->b_bcount;
3817
3818         /*
3819          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3820          * dirty range.
3821          */
3822
3823         if (boffset < eoffset) {
3824                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3825                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3826                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3827                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3828         }
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3833  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3834  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3835  */
3836 static void
3837 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3838 {
3839         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3840         off_t offset;
3841
3842         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3843             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3844         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3845             bp->b_data == unmapped_buf &&
3846             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3847         if (!need_mapping && !need_kva)
3848                 return;
3849
3850         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3851
3852         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3853                 /*
3854                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3855                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3856                  * allocated space.
3857                  */
3858                 goto has_addr;
3859         }
3860
3861         /*
3862          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3863          * if the buffer was mapped.
3864          */
3865         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3866         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3867         offset = blkno * bsize;
3868         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3869         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3870
3871         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3872                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3873                         /*
3874                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3875                          * succeed, not sure what else to do.
3876                          */
3877                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3878                 }
3879                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3880                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3881         }
3882 has_addr:
3883         if (need_mapping) {
3884                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3885                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3886                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3887                 bpmap_qenter(bp);
3888         }
3889 }
3890
3891 struct buf *
3892 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3893     int flags)
3894 {
3895         struct buf *bp;
3896         int error;
3897
3898         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3899         if (error != 0)
3900                 return (NULL);
3901         return (bp);
3902 }
3903
3904 /*
3905  *      getblkx:
3906  *
3907  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3908  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3909  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3910  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3911  *      READ.
3912  *
3913  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3914  *      an existing buffer.
3915  *
3916  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3917  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3918  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3919  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3920  *
3921  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3922  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3923  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3924  *      backing VM.
3925  *
3926  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3927  *      B_CACHE bit is clear.
3928  *
3929  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3930  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3931  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3932  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3933  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3934  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3935  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3936  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3937  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3938  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3939  *
3940  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3941  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3942  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3943  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3944  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3945  *      for blkno and dblkno.
3946  */
3947 int
3948 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3949     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3950 {
3951         struct buf *bp;
3952         struct bufobj *bo;
3953         daddr_t d_blkno;
3954         int bsize, error, maxsize, vmio;
3955         off_t offset;
3956
3957         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3958         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3959             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3960         if (vp->v_type != VCHR)
3961                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3962         if (size > maxbcachebuf)
3963                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3964                     maxbcachebuf);
3965         if (!unmapped_buf_allowed)
3966                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3967
3968         bo = &vp->v_bufobj;
3969         d_blkno = dblkno;
3970
3971         /* Attempt lockless lookup first. */
3972         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3973         if (bp == NULL) {
3974                 /*
3975                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3976                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3977                  */
3978                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3979                         goto loop;
3980                 goto newbuf_unlocked;
3981         }
3982
3983         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3984             0);
3985         if (error != 0)
3986                 goto loop;
3987
3988         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3989         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3990                 goto foundbuf_fastpath;
3991
3992         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3993         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3994
3995 loop:
3996         BO_RLOCK(bo);
3997         bp = gbincore(bo, blkno);
3998         if (bp != NULL) {
3999                 int lockflags;
4000
4001                 /*
4002                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4003                  * it must be on a queue.
4004                  */
4005                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4006                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4007
4008                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4009                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4010
4011                 /*
4012                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4013                  * the buffer changed identities.
4014                  */
4015                 if (error == ENOLCK)
4016                         goto loop;
4017                 /* We timed out or were interrupted. */
4018                 else if (error != 0)
4019                         return (error);
4020
4021 foundbuf_fastpath:
4022                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4023                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4024                         goto end;
4025
4026                 /*
4027                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4028                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4029                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4030                  * backing VM cache.
4031                  */
4032                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4033                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4034                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4035                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4036                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4037                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4038                 else
4039                         bremfree(bp);
4040
4041                 /*
4042                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4043                  */
4044                 if (bp->b_bcount != size) {
4045                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4046                             (size > bp->b_kvasize)) {
4047                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4048                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4049                                         bwrite(bp);
4050                                 } else {
4051                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4052                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4053                                                 brelse(bp);
4054                                         } else {
4055                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4056                                                 bwrite(bp);
4057                                         }
4058                                 }
4059                                 goto loop;
4060                         }
4061                 }
4062
4063                 /*
4064                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4065                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4066                  * reservation is requested.
4067                  */
4068                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4069
4070                 /*
4071                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4072                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4073                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4074                  * unchanged from its previous state.
4075                  */
4076                 allocbuf(bp, size);
4077
4078                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4079                     ("getblk: no buffer offset"));
4080
4081                 /*
4082                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4083                  * be committed before we can return the buffer in
4084                  * order to prevent the caller from issuing a read
4085                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4086                  * it.
4087                  *
4088                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4089                  * operate properly either because they assume they
4090                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4091                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4092                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4093                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4094                  * preventing further loops.
4095                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4096                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4097                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4098                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4099                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4100                  * after the write.
4101                  *
4102                  * We might be able to do something fancy, like setting
4103                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4104                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4105                  * confusing.  This is much easier.
4106                  */
4107
4108                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4109                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4110                         bwrite(bp);
4111                         goto loop;
4112                 }
4113                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4114         } else {
4115                 /*
4116                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4117                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4118                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4119                  */
4120                 BO_RUNLOCK(bo);
4121 newbuf_unlocked:
4122                 /*
4123                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4124                  * here.
4125                  */
4126                 if (flags & GB_NOCREAT)
4127                         return (EEXIST);
4128
4129                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4130                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4131                 offset = blkno * bsize;
4132                 vmio = vp->v_object != NULL;
4133                 if (vmio) {
4134                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4135                 } else {
4136                         maxsize = size;
4137                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4138                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4139                 }
4140                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4141                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4142                     !vn_isdisk(vp)) {
4143                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4144                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4145                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4146                             vp));
4147                         if (error != 0)
4148                                 return (error);
4149                         if (d_blkno == -1)
4150                                 return (EJUSTRETURN);
4151                 }
4152
4153                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4154                 if (bp == NULL) {
4155                         if (slpflag || slptimeo)
4156                                 return (ETIMEDOUT);
4157                         /*
4158                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4159                          * enough to work under very low memory conditions.
4160                          *
4161                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4162                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4163                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4164                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4165                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4166                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4167                          * This never happens because we never yield.
4168                          *
4169                          * The real solution is to identify and fix these cases
4170                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4171                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4172                          */
4173                         kern_yield(PRI_USER);
4174                         goto loop;
4175                 }
4176
4177                 /*
4178                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4179                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4180                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4181                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4182                  * throw away the one we just created.
4183                  *
4184                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4185                  * with the vp especially considering limitations in
4186                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4187                  * lblkno's.
4188                  */
4189                 BO_LOCK(bo);
4190                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4191                         BO_UNLOCK(bo);
4192                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4193                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4194                         brelse(bp);
4195                         goto loop;
4196                 }
4197
4198                 /*
4199                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4200                  * be found by incore.
4201                  */
4202                 bp->b_lblkno = blkno;
4203                 bp->b_blkno = d_blkno;
4204                 bp->b_offset = offset;
4205                 bgetvp(vp, bp);
4206                 BO_UNLOCK(bo);
4207
4208                 /*
4209                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4210                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4211                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4212                  * backing store for validity.
4213                  */
4214
4215                 if (vmio) {
4216                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4217                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4218                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4219                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4220                 } else {
4221                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4222                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4223                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4224                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4225                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4226                 }
4227
4228                 allocbuf(bp, size);
4229                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4230                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4231         }
4232         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4233 end:
4234         buf_track(bp, __func__);
4235         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4236             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4237         *bpp = bp;
4238         return (0);
4239 }
4240
4241 /*
4242  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4243  * set to B_INVAL.
4244  */
4245 struct buf *
4246 geteblk(int size, int flags)
4247 {
4248         struct buf *bp;
4249         int maxsize;
4250
4251         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4252         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4253                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4254                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4255                         return (NULL);
4256         }
4257         allocbuf(bp, size);
4258         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4259         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4260         return (bp);
4261 }
4262
4263 /*
4264  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4265  */
4266 static void
4267 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4268 {
4269
4270         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4271                 /*
4272                  * malloced buffers are not shrunk
4273                  */
4274                 if (newbsize == 0) {
4275                         bufmallocadjust(bp, 0);
4276                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4277                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4278                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4279                 }
4280                 return;
4281         }
4282         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4283         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4284 }
4285
4286 /*
4287  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4288  */
4289 static void
4290 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4291 {
4292         caddr_t origbuf;
4293         int origbufsize;
4294
4295         /*
4296          * We only use malloced memory on the first allocation.
4297          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4298          * grows.
4299          *
4300          * There is a potential smp race here that could lead
4301          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4302          * is probably extremely rare and not worth worrying
4303          * over.
4304          */
4305         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4306             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4307                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4308                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4309                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4310                 return;
4311         }
4312
4313         /*
4314          * If the buffer is growing on its other-than-first
4315          * allocation then we revert to the page-allocation
4316          * scheme.
4317          */
4318         origbuf = NULL;
4319         origbufsize = 0;
4320         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4321                 origbuf = bp->b_data;
4322                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4323                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4324                 bufmallocadjust(bp, 0);
4325                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4326                 newbsize = round_page(newbsize);
4327         }
4328         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4329             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4330         if (origbuf != NULL) {
4331                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4332                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4333         }
4334         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4335 }
4336
4337 /*
4338  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4339  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4340  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4341  * resize a buffer up or down.
4342  *
4343  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4344  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4345  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4346  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4347  *
4348  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4349  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4350  */
4351 int
4352 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4353 {
4354         int newbsize;
4355
4356         if (bp->b_bcount == size)
4357                 return (1);
4358
4359         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4360                 panic("allocbuf: buffer too small");
4361
4362         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4363         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4364                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4365                         newbsize = round_page(newbsize);
4366                 /*
4367                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4368                  * mess with B_CACHE.
4369                  */
4370                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4371                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4372                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4373                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4374         } else {
4375                 int desiredpages;
4376
4377                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4378                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4379
4380                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4381                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4382                 /*
4383                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4384                  * 0-length.
4385                  */
4386                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4387                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4388
4389                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4390                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4391                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4392                 else if (size > bp->b_bcount)
4393                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4394                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4395         }
4396         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4397         return (1);
4398 }
4399
4400 extern int inflight_transient_maps;
4401
4402 static struct bio_queue nondump_bios;
4403
4404 void
4405 biodone(struct bio *bp)
4406 {
4407         struct mtx *mtxp;
4408         void (*done)(struct bio *);
4409         vm_offset_t start, end;
4410
4411         biotrack(bp, __func__);
4412
4413         /*
4414          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4415          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4416          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4417          * to keep the system usable after it has been resumed.
4418          */
4419         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4420                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4421                 return;
4422         }
4423         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4424                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4425                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4426                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4427                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4428                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4429                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4430                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4431                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4432         }
4433         done = bp->bio_done;
4434         /*
4435          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4436          * used as a bio_done routine.
4437          */
4438         if (done == NULL || done == biodone) {
4439                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4440                 mtx_lock(mtxp);
4441                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4442                 wakeup(bp);
4443                 mtx_unlock(mtxp);
4444         } else
4445                 done(bp);
4446 }
4447
4448 /*
4449  * Wait for a BIO to finish.
4450  */
4451 int
4452 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4453 {
4454         struct mtx *mtxp;
4455
4456         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4457         mtx_lock(mtxp);
4458         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4459                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4460         mtx_unlock(mtxp);
4461         if (bp->bio_error != 0)
4462                 return (bp->bio_error);
4463         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4464                 return (0);
4465         return (EIO);
4466 }
4467
4468 void
4469 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4470 {
4471
4472         if (error) {
4473                 bp->bio_error = error;
4474                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4475         }
4476         if (stat != NULL)
4477                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4478         biodone(bp);
4479 }
4480
4481 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4482 void
4483 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4484 {
4485
4486         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4487 }
4488 #endif
4489
4490 /*
4491  *      bufwait:
4492  *
4493  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4494  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4495  *      error and cleared.
4496  */
4497 int
4498 bufwait(struct buf *bp)
4499 {
4500         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4501                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4502         else
4503                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4504         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4505                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4506                 return (EINTR);
4507         }
4508         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4509                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4510         } else {
4511                 return (0);
4512         }
4513 }
4514
4515 /*
4516  *      bufdone:
4517  *
4518  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4519  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4520  *      not allowed.
4521  *
4522  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4523  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4524  *      assuming B_INVAL is clear.
4525  *
4526  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4527  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4528  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4529  *
4530  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4531  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4532  *      in the biodone routine.
4533  */
4534 void
4535 bufdone(struct buf *bp)
4536 {
4537         struct bufobj *dropobj;
4538         void    (*biodone)(struct buf *);
4539
4540         buf_track(bp, __func__);
4541         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4542         dropobj = NULL;
4543
4544         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4545
4546         runningbufwakeup(bp);
4547         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4548                 dropobj = bp->b_bufobj;
4549         /* call optional completion function if requested */
4550         if (bp->b_iodone != NULL) {
4551                 biodone = bp->b_iodone;
4552                 bp->b_iodone = NULL;
4553                 (*biodone) (bp);
4554                 if (dropobj)
4555                         bufobj_wdrop(dropobj);
4556                 return;
4557         }
4558         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4559                 /*
4560                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4561                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4562                  * routines.
4563                  */
4564                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4565                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4566                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4567                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4568                 vfs_vmio_iodone(bp);
4569         }
4570         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4571                 buf_complete(bp);
4572         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4573                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4574                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4575                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4576                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4577         }
4578         /*
4579          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4580          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4581          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4582          */
4583         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4584                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4585                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4586                         brelse(bp);
4587                 else
4588                         bqrelse(bp);
4589         } else
4590                 bdone(bp);
4591         if (dropobj)
4592                 bufobj_wdrop(dropobj);
4593 }
4594
4595 /*
4596  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4597  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4598  * consistent.
4599  */
4600 void
4601 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4602 {
4603         int i;
4604         vm_object_t obj;
4605         vm_page_t m;
4606
4607         runningbufwakeup(bp);
4608         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4609                 return;
4610
4611         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4612         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4613                 m = bp->b_pages[i];
4614                 if (m == bogus_page) {
4615                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4616                         if (!m)
4617                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4618                         bp->b_pages[i] = m;
4619                         if (buf_mapped(bp)) {
4620                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4621                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4622                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4623                         } else
4624                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4625                 }
4626                 vm_page_sunbusy(m);
4627         }
4628         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4629 }
4630
4631 /*
4632  * vfs_page_set_valid:
4633  *
4634  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4635  *      range is restricted to the buffer's size.
4636  *
4637  *      This routine is typically called after a read completes.
4638  */
4639 static void
4640 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4641 {
4642         vm_ooffset_t eoff;
4643
4644         /*
4645          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4646          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4647          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4648          * allocation size of the buffer.
4649          */
4650         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4651         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4652                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4653
4654         /*
4655          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4656          * entire page.
4657          */
4658         if (eoff > off)
4659                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4660 }
4661
4662 /*
4663  * vfs_page_set_validclean:
4664  *
4665  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4666  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4667  */
4668 static void
4669 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4670 {
4671         vm_ooffset_t soff, eoff;
4672
4673         /*
4674          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4675          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4676          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4677          * of the buffer.
4678          */
4679         soff = off;
4680         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4681         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4682                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4683
4684         /*
4685          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4686          * entire page.
4687          */
4688         if (eoff > soff) {
4689                 vm_page_set_validclean(
4690                     m,
4691                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4692                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4693                 );
4694         }
4695 }
4696
4697 /*
4698  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4699  */
4700 void
4701 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4702 {
4703         int i;
4704
4705         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4706                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4707 }
4708
4709 void
4710 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4711 {
4712         int i;
4713
4714         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4715                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4716 }
4717
4718 /*
4719  * This routine is called before a device strategy routine.
4720  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4721  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4722  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4723  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4724  * inconsistent.
4725  *
4726  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4727  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4728  * and should be ignored.
4729  */
4730 void
4731 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4732 {
4733         vm_object_t obj;
4734         vm_ooffset_t foff;
4735         vm_page_t m;
4736         int i;
4737         bool bogus;
4738
4739         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4740                 return;
4741
4742         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4743         foff = bp->b_offset;
4744         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4745             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4746         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4747                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4748                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4749         }
4750         if (bp->b_bufsize != 0)
4751                 vfs_setdirty_range(bp);
4752         bogus = false;
4753         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4754                 m = bp->b_pages[i];
4755                 vm_page_assert_sbusied(m);
4756
4757                 /*
4758                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4759                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4760                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4761                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4762                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4763                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4764                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4765                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4766                  * first place ).  The replacement prevents the read
4767                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4768                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4769                  * It may not work properly with small-block devices.
4770                  * We need to find a better way.
4771                  */
4772                 if (clear_modify) {
4773                         pmap_remove_write(m);
4774                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4775                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4776                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4777                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4778                         bogus = true;
4779                 }
4780                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4781         }
4782         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4783                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4784                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4785                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4786         }
4787 }
4788
4789 /*
4790  *      vfs_bio_set_valid:
4791  *
4792  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4793  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4794  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4795  *      page.
4796  */
4797 void
4798 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4799 {
4800         int i, n;
4801         vm_page_t m;
4802
4803         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4804                 return;
4805
4806         /*
4807          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4808          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4809          * first page that can be validated.
4810          */
4811         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4812         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4813
4814         /*
4815          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4816          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4817          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4818          * other page validation.
4819          */
4820         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4821         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4822                 m = bp->b_pages[i];
4823                 if (n > size)
4824                         n = size;
4825                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4826                 base += n;
4827                 size -= n;
4828                 n = PAGE_SIZE;
4829         }
4830         vfs_busy_pages_release(bp);
4831 }
4832
4833 /*
4834  *      vfs_bio_clrbuf:
4835  *
4836  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4837  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4838  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4839  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4840  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4841  *
4842  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4843  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4844  */
4845 void
4846 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4847 {
4848         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4849
4850         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4851                 clrbuf(bp);
4852                 return;
4853         }
4854         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4855         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4856         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4857         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4858         slide = 0;
4859         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4860                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4861                 ea = slide & PAGE_MASK;
4862                 if (ea == 0)
4863                         ea = PAGE_SIZE;
4864                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4865                         continue;
4866                 j = sa / DEV_BSIZE;
4867                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4868                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4869                         continue;
4870                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4871                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4872                 else {
4873                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4874                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4875                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4876                                             sa, DEV_BSIZE);
4877                                 }
4878                         }
4879                 }
4880                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4881                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4882         }
4883         vfs_busy_pages_release(bp);
4884         bp->b_resid = 0;
4885 }
4886
4887 void
4888 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4889 {
4890         vm_page_t m;
4891         int i, n;
4892
4893         if (buf_mapped(bp)) {
4894                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4895                 bzero(bp->b_data + base, size);
4896         } else {
4897                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4898                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4899                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4900                         m = bp->b_pages[i];
4901                         if (n > size)
4902                                 n = size;
4903                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4904                         base += n;
4905                         size -= n;
4906                         n = PAGE_SIZE;
4907                 }
4908         }
4909 }
4910
4911 /*
4912  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4913  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4914  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4915  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4916  */
4917 static void
4918 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4919 {
4920
4921         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4922             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4923
4924         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4925                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4926         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4927                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4928         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4929                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4930                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4931                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4932                 if (release)
4933                         brelse(bp);
4934         } else if (release)
4935                 bqrelse(bp);
4936 }
4937
4938 void
4939 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4940 {
4941
4942         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4943 }
4944
4945 void
4946 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4947 {
4948
4949         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4950 }
4951
4952 /*
4953  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4954  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4955  * not associated with a file object.
4956  */
4957 static void
4958 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4959 {
4960         vm_offset_t pg;
4961         vm_page_t p;
4962         int index;
4963
4964         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4965
4966         to = round_page(to);
4967         from = round_page(from);
4968         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4969         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4970         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4971             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4972             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4973
4974         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4975                 /*
4976                  * note: must allocate system pages since blocking here
4977                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4978                  * process we are.
4979                  */
4980                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4981                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4982                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4983                 bp->b_pages[index] = p;
4984         }
4985         bp->b_npages = index;
4986 }
4987
4988 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4989 static void
4990 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4991 {
4992         vm_offset_t from;
4993         vm_page_t p;
4994         int index, newnpages;
4995
4996         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4997
4998         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4999         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5000         if (bp->b_npages > newnpages)
5001                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5002         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5003                 p = bp->b_pages[index];
5004                 bp->b_pages[index] = NULL;
5005                 vm_page_unwire_noq(p);
5006                 vm_page_free(p);
5007         }
5008         bp->b_npages = newnpages;
5009 }
5010
5011 /*
5012  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5013  *
5014  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5015  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5016  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5017  *
5018  * Note that even if the caller determines that the address space should
5019  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5020  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5021  * check the return value.
5022  *
5023  * This function only works with pager buffers.
5024  */
5025 int
5026 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5027 {
5028         vm_prot_t prot;
5029         int pidx;
5030
5031         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5032         prot = VM_PROT_READ;
5033         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5034                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5035         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5036             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5037         if (pidx < 0)
5038                 return (-1);
5039         bp->b_bufsize = len;
5040         bp->b_npages = pidx;
5041         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5042         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5043                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5044                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5045         } else
5046                 bp->b_data = unmapped_buf;
5047         return (0);
5048 }
5049
5050 /*
5051  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5052  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5053  *
5054  * This function only works with pager buffers.
5055  */
5056 void
5057 vunmapbuf(struct buf *bp)
5058 {
5059         int npages;
5060
5061         npages = bp->b_npages;
5062         if (buf_mapped(bp))
5063                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5064         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5065
5066         bp->b_data = unmapped_buf;
5067 }
5068
5069 void
5070 bdone(struct buf *bp)
5071 {
5072         struct mtx *mtxp;
5073
5074         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5075         mtx_lock(mtxp);
5076         bp->b_flags |= B_DONE;
5077         wakeup(bp);
5078         mtx_unlock(mtxp);
5079 }
5080
5081 void
5082 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5083 {
5084         struct mtx *mtxp;
5085
5086         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5087         mtx_lock(mtxp);
5088         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5089                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5090         mtx_unlock(mtxp);
5091 }
5092
5093 int
5094 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5095 {
5096
5097         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5098 }
5099
5100 void
5101 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5102 {
5103         int i __unused;
5104         struct vnode *vp;
5105
5106         vp = bp->b_vp;
5107         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5108         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5109             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5110         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5111         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5112 }
5113
5114 /*
5115  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5116  */
5117 void
5118 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5119 {
5120         static volatile int bufobj_cleanq;
5121
5122         bo->bo_domain =
5123             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5124         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5125         bo->bo_private = private;
5126         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5127         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5128 }
5129
5130 void
5131 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5132 {
5133
5134         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5135         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5136         bo->bo_numoutput++;
5137 }
5138
5139 void
5140 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5141 {
5142
5143         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5144         BO_LOCK(bo);
5145         bo->bo_numoutput++;
5146         BO_UNLOCK(bo);
5147 }
5148
5149 void
5150 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5151 {
5152
5153         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5154         BO_LOCK(bo);
5155         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5156         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5157                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5158                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5159         }
5160         BO_UNLOCK(bo);
5161 }
5162
5163 int
5164 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5165 {
5166         int error;
5167
5168         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5169         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5170         error = 0;
5171         while (bo->bo_numoutput) {
5172                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5173                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5174                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5175                 if (error)
5176                         break;
5177         }
5178         return (error);
5179 }
5180
5181 /*
5182  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5183  */
5184 void
5185 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5186 {
5187
5188         if (!buf_mapped(bp)) {
5189                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5190                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5191                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5192                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5193                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5194                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5195                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5196                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5197                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5198                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5199         } else {
5200                 bip->bio_data = bp->b_data;
5201                 bip->bio_ma = NULL;
5202         }
5203 }
5204
5205 /*
5206  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5207  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5208  * to data corruption.
5209  *
5210  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5211  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5212  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5213  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5214  *
5215  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5216  * earlier chips, it should be flipped back off.
5217  */
5218 #ifdef  __mips__
5219 static int buf_pager_relbuf = 1;
5220 #else
5221 static int buf_pager_relbuf = 0;
5222 #endif
5223 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5224     &buf_pager_relbuf, 0,
5225     "Make buffer pager release buffers after reading");
5226
5227 /*
5228  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5229  *
5230  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5231  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5232  * device block size is greater than the machine page size.  The
5233  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5234  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5235  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5236  * pages.
5237  *
5238  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5239  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5240  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5241  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5242  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5243  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5244  */
5245 int
5246 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5247     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5248     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5249 {
5250         vm_page_t m;
5251         vm_object_t object;
5252         struct buf *bp;
5253         struct mount *mp;
5254         daddr_t lbn, lbnp;
5255         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5256         long bo_bs, bsize;
5257         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5258         bool redo, lpart;
5259
5260         object = vp->v_object;
5261         mp = vp->v_mount;
5262         error = 0;
5263         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5264         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5265                 return (VM_PAGER_BAD);
5266
5267         /*
5268          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5269          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5270          * and the start of the potential read-ahead region.
5271          */
5272         la += PAGE_SIZE;
5273         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5274         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5275             &bo_bs);
5276         if (error != 0)
5277                 return (VM_PAGER_ERROR);
5278
5279         /*
5280          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5281          */
5282         pgsin = count;
5283         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5284         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5285         pgsin += pgsin_b;
5286         if (rbehind != NULL)
5287                 *rbehind = pgsin_b;
5288         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5289         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5290                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5291                     PAGE_SIZE) - la);
5292         pgsin += pgsin_a;
5293         if (rahead != NULL)
5294                 *rahead = pgsin_a;
5295         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5296         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5297
5298         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5299             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5300 again:
5301         for (i = 0; i < count; i++) {
5302                 if (ma[i] != bogus_page)
5303                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5304         }
5305
5306         lbnp = -1;
5307         for (i = 0; i < count; i++) {
5308                 m = ma[i];
5309                 if (m == bogus_page)
5310                         continue;
5311
5312                 /*
5313                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5314                  * owned, which together allow for the pages'
5315                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5316                  * useless creation of the buffer for the most typical
5317                  * case when invalidation is not used in redo or for
5318                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5319                  * the end of the function catches the race in a
5320                  * reliable way (protected by the object lock).
5321                  */
5322                 if (vm_page_all_valid(m))
5323                         continue;
5324
5325                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5326                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5327                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5328                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5329                         if (lbn == lbnp)
5330                                 goto next_page;
5331                         lbnp = lbn;
5332
5333                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5334                         if (error == 0)
5335                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5336                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5337                         if (error != 0)
5338                                 goto end_pages;
5339                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5340                                 crfree(bp->b_rcred);
5341                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5342                         }
5343                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5344                                 /*
5345                                  * Invalidation clears m->valid, but
5346                                  * may leave B_CACHE flag if the
5347                                  * buffer existed at the invalidation
5348                                  * time.  In this case, recycle the
5349                                  * buffer to do real read on next
5350                                  * bread() after redo.
5351                                  *
5352                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5353                                  * necessary, enable to reduce buf
5354                                  * cache pressure.
5355                                  */
5356                                 if (buf_pager_relbuf ||
5357                                     !vm_page_all_valid(m))
5358                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5359
5360                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5361                                 brelse(bp);
5362                         } else {
5363                                 bqrelse(bp);
5364                         }
5365                 }
5366                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5367                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5368                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5369                 if (i == count - 1 && lpart) {
5370                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5371                             !vm_page_all_valid(m))
5372                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5373                 }
5374 next_page:;
5375         }
5376 end_pages:
5377
5378         redo = false;
5379         for (i = 0; i < count; i++) {
5380                 if (ma[i] == bogus_page)
5381                         continue;
5382                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5383                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5384                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5385                             VM_ALLOC_NORMAL);
5386                 }
5387
5388                 /*
5389                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5390                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5391                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5392                  * relinguish, they could have been invalidated.
5393                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5394                  *
5395                  * Note that the last page is made fully valid in the
5396                  * read loop, and partial validity for the page at
5397                  * index count - 1 could mean that the page was
5398                  * invalidated or removed, so we must restart for
5399                  * safety as well.
5400                  */
5401                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5402                         redo = true;
5403         }
5404         if (redo && error == 0)
5405                 goto again;
5406         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5407 }
5408
5409 #include "opt_ddb.h"
5410 #ifdef DDB
5411 #include <ddb/ddb.h>
5412
5413 /* DDB command to show buffer data */
5414 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5415 {
5416         /* get args */
5417         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5418 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5419         uint32_t i, j;
5420 #endif
5421
5422         if (!have_addr) {
5423                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5424                 return;
5425         }
5426
5427         db_printf("buf at %p\n", bp);
5428         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5429             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5430             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5431         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5432             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5433             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5434         db_printf(
5435             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5436             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5437             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5438             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5439             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5440             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5441         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5442             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5443         if (bp->b_npages) {
5444                 int i;
5445                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5446                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5447                         vm_page_t m;
5448                         m = bp->b_pages[i];
5449                         if (m != NULL)
5450                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5451                                     (u_long)m->pindex,
5452                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5453                         else
5454                                 db_printf("( ??? )");
5455                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5456                                 db_printf(",");
5457                 }
5458                 db_printf("\n");
5459         }
5460         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5461 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5462         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5463
5464         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5465         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5466                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5467                         continue;
5468                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5469                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5470         }
5471 #elif defined(BUF_TRACKING)
5472         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5473 #endif
5474         db_printf(" ");
5475 }
5476
5477 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5478 {
5479         struct bufdomain *bd;
5480         struct buf *bp;
5481         long total;
5482         int i, j, cnt;
5483
5484         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5485
5486         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5487                 bd = &bdomain[i];
5488                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5489                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5490                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5491                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5492                 db_printf("\n");
5493                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5494                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5495                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5496                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5497                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5498                 db_printf("\n");
5499                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5500                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5501                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5502                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5503                 db_printf("\n");
5504                 total = 0;
5505                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5506                         total += bp->b_bufsize;
5507                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5508                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5509                 total = 0;
5510                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5511                         total += bp->b_bufsize;
5512                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5513                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5514                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5515                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5516                 db_printf("\tCPU ");
5517                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5518                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5519                 db_printf("\n");
5520                 cnt = 0;
5521                 total = 0;
5522                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5523                         bp = nbufp(j);
5524                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5525                                 cnt++;
5526                                 total += bp->b_bufsize;
5527                         }
5528                 }
5529                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5530                 cnt = 0;
5531                 total = 0;
5532                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5533                         bp = nbufp(j);
5534                         if (bp->b_domain == i) {
5535                                 cnt++;
5536                                 total += bp->b_bufsize;
5537                         }
5538                 }
5539                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5540         }
5541 }
5542
5543 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5544 {
5545         struct buf *bp;
5546         int i;
5547
5548         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5549                 bp = nbufp(i);
5550                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5551                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5552                         db_printf("\n");
5553                         if (db_pager_quit)
5554                                 break;
5555                 }
5556         }
5557 }
5558
5559 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5560 {
5561         struct vnode *vp;
5562         struct buf *bp;
5563
5564         if (!have_addr) {
5565                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5566                 return;
5567         }
5568         vp = (struct vnode *)addr;
5569         db_printf("Clean buffers:\n");
5570         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5571                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5572                 db_printf("\n");
5573         }
5574         db_printf("Dirty buffers:\n");
5575         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5576                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5577                 db_printf("\n");
5578         }
5579 }
5580
5581 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5582 {
5583         struct buf *bp;
5584         int i, used = 0, nfree = 0;
5585
5586         if (have_addr) {
5587                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5588                 return;
5589         }
5590
5591         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5592                 bp = nbufp(i);
5593                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5594                         nfree++;
5595                 else
5596                         used++;
5597         }
5598
5599         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5600             nfree + used);
5601         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5602 }
5603 #endif /* DDB */