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