]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
wpa: Import wpa 2.10.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/asan.h>
53 #include <sys/bio.h>
54 #include <sys/bitset.h>
55 #include <sys/conf.h>
56 #include <sys/counter.h>
57 #include <sys/buf.h>
58 #include <sys/devicestat.h>
59 #include <sys/eventhandler.h>
60 #include <sys/fail.h>
61 #include <sys/ktr.h>
62 #include <sys/limits.h>
63 #include <sys/lock.h>
64 #include <sys/malloc.h>
65 #include <sys/mount.h>
66 #include <sys/mutex.h>
67 #include <sys/kernel.h>
68 #include <sys/kthread.h>
69 #include <sys/proc.h>
70 #include <sys/racct.h>
71 #include <sys/refcount.h>
72 #include <sys/resourcevar.h>
73 #include <sys/rwlock.h>
74 #include <sys/smp.h>
75 #include <sys/sysctl.h>
76 #include <sys/syscallsubr.h>
77 #include <sys/vmem.h>
78 #include <sys/vmmeter.h>
79 #include <sys/vnode.h>
80 #include <sys/watchdog.h>
81 #include <geom/geom.h>
82 #include <vm/vm.h>
83 #include <vm/vm_param.h>
84 #include <vm/vm_kern.h>
85 #include <vm/vm_object.h>
86 #include <vm/vm_page.h>
87 #include <vm/vm_pageout.h>
88 #include <vm/vm_pager.h>
89 #include <vm/vm_extern.h>
90 #include <vm/vm_map.h>
91 #include <vm/swap_pager.h>
92
93 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
94
95 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
96
97 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
98         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
99         .bop_write      =       bufwrite,
100         .bop_strategy   =       bufstrategy,
101         .bop_sync       =       bufsync,
102         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
103 };
104
105 struct bufqueue {
106         struct mtx_padalign     bq_lock;
107         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
108         uint8_t                 bq_index;
109         uint16_t                bq_subqueue;
110         int                     bq_len;
111 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
112
113 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
114 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
116 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
117
118 struct bufdomain {
119         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
120         struct bufqueue bd_dirtyq;
121         struct bufqueue *bd_cleanq;
122         struct mtx_padalign bd_run_lock;
123         /* Constants */
124         long            bd_maxbufspace;
125         long            bd_hibufspace;
126         long            bd_lobufspace;
127         long            bd_bufspacethresh;
128         int             bd_hifreebuffers;
129         int             bd_lofreebuffers;
130         int             bd_hidirtybuffers;
131         int             bd_lodirtybuffers;
132         int             bd_dirtybufthresh;
133         int             bd_lim;
134         /* atomics */
135         int             bd_wanted;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
138         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
139         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
140 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
141
142 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
143 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
145 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
146 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
147 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
149 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
150
151 static char *buf;               /* buffer header pool */
152 static struct buf *
153 nbufp(unsigned i)
154 {
155         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
156             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
157 }
158
159 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
160
161 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
162 struct proc *bufdaemonproc;
163
164 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
165 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
166                 vm_offset_t to);
167 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
168 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
169                 vm_page_t m);
170 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
171 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
172 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
173 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
174 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
175 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
176                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
177 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
178                 void (*)(struct buf *));
179 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
180 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
181 static void buf_daemon(void);
182 static __inline void bd_wakeup(void);
183 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
184 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
185 static void bufkva_free(struct buf *);
186 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
187 static void buf_release(void *, void **, int);
188 static void maxbcachebuf_adjust(void);
189 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
190 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
191 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
192 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
193 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
194             const char *lockname);
195 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
196 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
197 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
198 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
199
200 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
201 int vmiodirenable = TRUE;
202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
203     "Use the VM system for directory writes");
204 long runningbufspace;
205 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
206     "Amount of presently outstanding async buffer io");
207 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
208     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
209 static counter_u64_t bufkvaspace;
210 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
211     "Kernel virtual memory used for buffers");
212 static long maxbufspace;
213 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
214     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
215     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
216     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
217 static long bufmallocspace;
218 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
219     "Amount of malloced memory for buffers");
220 static long maxbufmallocspace;
221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
222     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
223 static long lobufspace;
224 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
225     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
226     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
227     "Minimum amount of buffers we want to have");
228 long hibufspace;
229 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
230     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
231     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
232     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
233 long bufspacethresh;
234 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
235     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
236     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
237     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
238 static counter_u64_t buffreekvacnt;
239 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
240     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
241 static counter_u64_t bufdefragcnt;
242 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
243     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
244 static long lorunningspace;
245 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
246     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
247     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
248 static long hirunningspace;
249 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
250     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
251     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
252 int dirtybufferflushes;
253 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
254     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
255 int bdwriteskip;
256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
257     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
258 int altbufferflushes;
259 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
260     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
261 static int recursiveflushes;
262 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
263     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
264 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
265 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
266     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
267     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
268 static int lodirtybuffers;
269 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
270     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
271     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
272     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
273 static int hidirtybuffers;
274 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
275     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
276     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
277     "When the number of dirty buffers is considered severe");
278 int dirtybufthresh;
279 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
280     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
281     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
282     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
283 static int numfreebuffers;
284 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
285     "Number of free buffers");
286 static int lofreebuffers;
287 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
288     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
289     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
290    "Target number of free buffers");
291 static int hifreebuffers;
292 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
293     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
294     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
295    "Threshold for clean buffer recycling");
296 static counter_u64_t getnewbufcalls;
297 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
298    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
299 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
300 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
301     &getnewbufrestarts,
302     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
303 static counter_u64_t mappingrestarts;
304 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
305     &mappingrestarts,
306     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
307     "unmapped buffer");
308 static counter_u64_t numbufallocfails;
309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
310     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
311 static int flushbufqtarget = 100;
312 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
313     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
314 static counter_u64_t notbufdflushes;
315 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
316     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
317 static long barrierwrites;
318 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
319     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
320 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
321     &unmapped_buf_allowed, 0,
322     "Permit the use of the unmapped i/o");
323 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
324 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
325     "Maximum size of a buffer cache block");
326
327 /*
328  * This lock synchronizes access to bd_request.
329  */
330 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
331
332 /*
333  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
334  * waitrunningbufspace().
335  */
336 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
337
338 /*
339  * Lock that protects bdirtywait.
340  */
341 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
342
343 /*
344  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
345  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
346  * is idling.
347  */
348 static int bd_request;
349
350 /*
351  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
352  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
353  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
354  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
355  */
356 static int bd_speedupreq;
357
358 /*
359  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
360  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
361  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
362  */
363 static int runningbufreq;
364
365 /*
366  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
367  */
368 static int bdirtywait;
369
370 /*
371  * Definitions for the buffer free lists.
372  */
373 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
374 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
375 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
376 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
377 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
378
379 /* Maximum number of buffer domains. */
380 #define BUF_DOMAINS     8
381
382 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
383 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
384
385 /* Configured number of clean queues. */
386 static int __read_mostly buf_domains;
387
388 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
389 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
390 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
391
392 /*
393  * per-cpu empty buffer cache.
394  */
395 uma_zone_t buf_zone;
396
397 /*
398  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
399  * buf_wmesg is referred from macros.
400  */
401 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
402
403 static int
404 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
405 {
406         long value;
407         int error;
408
409         value = *(long *)arg1;
410         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
411         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
412                 return (error);
413         mtx_lock(&rbreqlock);
414         if (arg1 == &hirunningspace) {
415                 if (value < lorunningspace)
416                         error = EINVAL;
417                 else
418                         hirunningspace = value;
419         } else {
420                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
421                     ("%s: unknown arg1", __func__));
422                 if (value > hirunningspace)
423                         error = EINVAL;
424                 else
425                         lorunningspace = value;
426         }
427         mtx_unlock(&rbreqlock);
428         return (error);
429 }
430
431 static int
432 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
433 {
434         int error;
435         int value;
436         int i;
437
438         value = *(int *)arg1;
439         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
440         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
441                 return (error);
442         *(int *)arg1 = value;
443         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
444                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
445                     value / buf_domains;
446
447         return (error);
448 }
449
450 static int
451 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
452 {
453         long value;
454         int error;
455         int i;
456
457         value = *(long *)arg1;
458         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
459         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
460                 return (error);
461         *(long *)arg1 = value;
462         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
463                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
464                     value / buf_domains;
465
466         return (error);
467 }
468
469 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
470     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
471 static int
472 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
473 {
474         long lvalue;
475         int ivalue;
476         int i;
477
478         lvalue = 0;
479         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
480                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
481         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
482                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
483         if (lvalue > INT_MAX)
484                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
485                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
486         ivalue = lvalue;
487         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
488 }
489 #else
490 static int
491 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
492 {
493         long lvalue;
494         int i;
495
496         lvalue = 0;
497         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
498                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
499         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
500 }
501 #endif
502
503 static int
504 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
505 {
506         int value;
507         int i;
508
509         value = 0;
510         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
511                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
512         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
513 }
514
515 /*
516  *      bdirtywakeup:
517  *
518  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
519  */
520 static void
521 bdirtywakeup(void)
522 {
523         mtx_lock(&bdirtylock);
524         if (bdirtywait) {
525                 bdirtywait = 0;
526                 wakeup(&bdirtywait);
527         }
528         mtx_unlock(&bdirtylock);
529 }
530
531 /*
532  *      bd_clear:
533  *
534  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
535  *      is decremented.
536  */
537 static void
538 bd_clear(struct bufdomain *bd)
539 {
540
541         mtx_lock(&bdirtylock);
542         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
543                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
544         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
545                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
546         mtx_unlock(&bdirtylock);
547 }
548
549 /*
550  *      bd_set:
551  *
552  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
553  *      is incremented.
554  */
555 static void
556 bd_set(struct bufdomain *bd)
557 {
558
559         mtx_lock(&bdirtylock);
560         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
561                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
562         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
563                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
564         mtx_unlock(&bdirtylock);
565 }
566
567 /*
568  *      bdirtysub:
569  *
570  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
571  *      threads blocked in bwillwrite().
572  */
573 static void
574 bdirtysub(struct buf *bp)
575 {
576         struct bufdomain *bd;
577         int num;
578
579         bd = bufdomain(bp);
580         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
581         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
582                 bdirtywakeup();
583         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
584                 bd_clear(bd);
585 }
586
587 /*
588  *      bdirtyadd:
589  *
590  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
591  *      daemon if needed.
592  */
593 static void
594 bdirtyadd(struct buf *bp)
595 {
596         struct bufdomain *bd;
597         int num;
598
599         /*
600          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
601          * buf daemon will keep running until the condition clears.
602          */
603         bd = bufdomain(bp);
604         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
605         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
606                 bd_wakeup();
607         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
608                 bd_set(bd);
609 }
610
611 /*
612  *      bufspace_daemon_wakeup:
613  *
614  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
615  */
616 static void
617 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
618 {
619
620         /*
621          * avoid the lock if the daemon is running.
622          */
623         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
624                 BD_RUN_LOCK(bd);
625                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
626                 wakeup(&bd->bd_running);
627                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
628         }
629 }
630
631 /*
632  *      bufspace_daemon_wait:
633  *
634  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
635  */
636 static void
637 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
638 {
639         /*
640          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
641          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
642          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
643          * freebuffers prior to checking bd_running.
644          */
645         BD_RUN_LOCK(bd);
646         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
647         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
648             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
649                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
650                     "-", hz);
651         } else {
652                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
653                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
654                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
655         }
656 }
657
658 /*
659  *      bufspace_adjust:
660  *
661  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
662  *      waking any waiters.
663  */
664 static void
665 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
666 {
667         struct bufdomain *bd;
668         long space;
669         int diff;
670
671         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
672             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
673         bd = bufdomain(bp);
674         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
675         if (diff < 0) {
676                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
677         } else if (diff > 0) {
678                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
679                 /* Wake up the daemon on the transition. */
680                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
681                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
682                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
683         }
684         bp->b_bufsize = bufsize;
685 }
686
687 /*
688  *      bufspace_reserve:
689  *
690  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
691  *      different space limit than data.
692  */
693 static int
694 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
695 {
696         long limit, new;
697         long space;
698
699         if (metadata)
700                 limit = bd->bd_maxbufspace;
701         else
702                 limit = bd->bd_hibufspace;
703         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
704         new = space + size;
705         if (new > limit) {
706                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
707                 return (ENOSPC);
708         }
709
710         /* Wake up the daemon on the transition. */
711         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
712                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
713
714         return (0);
715 }
716
717 /*
718  *      bufspace_release:
719  *
720  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
721  */
722 static void
723 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
724 {
725
726         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
727 }
728
729 /*
730  *      bufspace_wait:
731  *
732  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
733  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
734  *      operation must be re-tried on return.
735  */
736 static void
737 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
738     int slpflag, int slptimeo)
739 {
740         struct thread *td;
741         int error, fl, norunbuf;
742
743         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
744                 return;
745
746         td = curthread;
747         BD_LOCK(bd);
748         while (bd->bd_wanted) {
749                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
750                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
751                         BD_UNLOCK(bd);
752                         /*
753                          * getblk() is called with a vnode locked, and
754                          * some majority of the dirty buffers may as
755                          * well belong to the vnode.  Flushing the
756                          * buffers there would make a progress that
757                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
758                          * cannot lock the vnode.
759                          */
760                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
761                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
762
763                         /*
764                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
765                          * may be called while the thread owns lock
766                          * for another dirty buffer for the same
767                          * vnode, which makes it impossible to use
768                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
769                          * recursion.
770                          */
771                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
772                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
773                         td->td_pflags &= norunbuf;
774                         BD_LOCK(bd);
775                         if (fl != 0)
776                                 continue;
777                         if (bd->bd_wanted == 0)
778                                 break;
779                 }
780                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
781                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
782                 if (error != 0)
783                         break;
784         }
785         BD_UNLOCK(bd);
786 }
787
788 /*
789  *      bufspace_daemon:
790  *
791  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
792  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
793  *      block nor work to reclaim buffers.
794  */
795 static void
796 bufspace_daemon(void *arg)
797 {
798         struct bufdomain *bd;
799
800         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
801             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
802
803         bd = arg;
804         for (;;) {
805                 kthread_suspend_check();
806
807                 /*
808                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
809                  * targets.
810                  *
811                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
812                  * when some free buffer headers and space are always
813                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
814                  * the excessive blocking and synchronization associated
815                  * with shortfall.  It goes through three phases according
816                  * demand:
817                  *
818                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
819                  *      during idle periods when the counters are below
820                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
821                  *
822                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
823                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
824                  *      slightly according to the rate of consumption and
825                  *      release.
826                  *
827                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
828                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
829                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
830                  *      until we return to condition 2.
831                  */
832                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
833                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
834                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
835                                 if (bd_flushall(bd))
836                                         continue;
837                                 /*
838                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
839                                  * buffers.  This is possible in particular
840                                  * because softdep may held many bufs locked
841                                  * pending writes to other bufs which are
842                                  * marked for delayed write, exhausting
843                                  * clean space until they are written.
844                                  */
845                                 bd_speedup();
846                                 BD_LOCK(bd);
847                                 if (bd->bd_wanted) {
848                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
849                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
850                                 } else
851                                         BD_UNLOCK(bd);
852                         }
853                         maybe_yield();
854                 }
855                 bufspace_daemon_wait(bd);
856         }
857 }
858
859 /*
860  *      bufmallocadjust:
861  *
862  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
863  *      waking any waiters.
864  */
865 static void
866 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
867 {
868         int diff;
869
870         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
871             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
872         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
873         if (diff < 0)
874                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
875         else
876                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
877         bp->b_bufsize = bufsize;
878 }
879
880 /*
881  *      runningwakeup:
882  *
883  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
884  *      below lorunningspace.
885  */
886 static void
887 runningwakeup(void)
888 {
889
890         mtx_lock(&rbreqlock);
891         if (runningbufreq) {
892                 runningbufreq = 0;
893                 wakeup(&runningbufreq);
894         }
895         mtx_unlock(&rbreqlock);
896 }
897
898 /*
899  *      runningbufwakeup:
900  *
901  *      Decrement the outstanding write count according.
902  */
903 void
904 runningbufwakeup(struct buf *bp)
905 {
906         long space, bspace;
907
908         bspace = bp->b_runningbufspace;
909         if (bspace == 0)
910                 return;
911         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
912         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
913             space, bspace));
914         bp->b_runningbufspace = 0;
915         /*
916          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
917          * the threshold to falling below it.
918          */
919         if (space < lorunningspace)
920                 return;
921         if (space - bspace > lorunningspace)
922                 return;
923         runningwakeup();
924 }
925
926 /*
927  *      waitrunningbufspace()
928  *
929  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
930  *      running.  This routine is used in async-write situations to
931  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
932  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
933  *
934  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
935  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
936  *      caller's write has reached the device.
937  */
938 void
939 waitrunningbufspace(void)
940 {
941
942         mtx_lock(&rbreqlock);
943         while (runningbufspace > hirunningspace) {
944                 runningbufreq = 1;
945                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
946         }
947         mtx_unlock(&rbreqlock);
948 }
949
950 /*
951  *      vfs_buf_test_cache:
952  *
953  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
954  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
955  *      valid data.
956  */
957 static __inline void
958 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
959     vm_offset_t size, vm_page_t m)
960 {
961
962         /*
963          * This function and its results are protected by higher level
964          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
965          * validate pages.
966          */
967         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
968                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
969                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
970                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
971         }
972 }
973
974 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
975 static void
976 bd_wakeup(void)
977 {
978
979         mtx_lock(&bdlock);
980         if (bd_request == 0) {
981                 bd_request = 1;
982                 wakeup(&bd_request);
983         }
984         mtx_unlock(&bdlock);
985 }
986
987 /*
988  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
989  */
990 static void
991 maxbcachebuf_adjust(void)
992 {
993         int i;
994
995         /*
996          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
997          */
998         i = 2;
999         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1000                 i *= 2;
1001         maxbcachebuf = i;
1002         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1003                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1004         if (maxbcachebuf > maxphys)
1005                 maxbcachebuf = maxphys;
1006         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1007                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1012  */
1013 void
1014 bd_speedup(void)
1015 {
1016         int needwake;
1017
1018         mtx_lock(&bdlock);
1019         needwake = 0;
1020         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1021                 needwake = 1;
1022         bd_speedupreq = 1;
1023         bd_request = 1;
1024         if (needwake)
1025                 wakeup(&bd_request);
1026         mtx_unlock(&bdlock);
1027 }
1028
1029 #ifdef __i386__
1030 #define TRANSIENT_DENOM 5
1031 #else
1032 #define TRANSIENT_DENOM 10
1033 #endif
1034
1035 /*
1036  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1037  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1038  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1039  * being reserved at this time.
1040  */
1041 caddr_t
1042 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1043 {
1044         int tuned_nbuf;
1045         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1046
1047         /*
1048          * With KASAN or KMSAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for
1049          * this when sizing maps based on the amount of physical memory
1050          * available.
1051          */
1052 #if defined(KASAN)
1053         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1054             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1055 #elif defined(KMSAN)
1056         physmem_est /= 3;
1057
1058         /*
1059          * KMSAN cannot reliably determine whether buffer data is initialized
1060          * unless it is updated through a KVA mapping.
1061          */
1062         unmapped_buf_allowed = 0;
1063 #endif
1064
1065         /*
1066          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1067          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1068          */
1069         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1070
1071         maxbcachebuf_adjust();
1072         /*
1073          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1074          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1075          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1076          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1077          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1078          * maxbcache bytes.
1079          *
1080          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1081          */
1082         if (nbuf == 0) {
1083                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1084
1085                 nbuf = 50;
1086                 if (physmem_est > 4096)
1087                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1088                             65536 / factor);
1089                 if (physmem_est > 65536)
1090                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1091                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1092
1093                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1094                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1095                 tuned_nbuf = 1;
1096         } else
1097                 tuned_nbuf = 0;
1098
1099         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1100         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1101         if (nbuf > maxbuf) {
1102                 if (!tuned_nbuf)
1103                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1104                             maxbuf);
1105                 nbuf = maxbuf;
1106         }
1107
1108         /*
1109          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1110          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1111          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1112          *
1113          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1114          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1115          * maximum buffer map extent on the platform.
1116          *
1117          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1118          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1119          * with ample KVA space.
1120          */
1121         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1122                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1123                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1124                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1125                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1126                         /*
1127                          * There is more KVA than memory.  Do not
1128                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1129                          * of maxbuf to transient map.
1130                          */
1131                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1132                 } else {
1133                         /*
1134                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1135                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1136                          * the buffer map to the transient bio map.
1137                          */
1138                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1139                         buf_sz -= biotmap_sz;
1140                 }
1141                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1142                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1143                 else
1144                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1145                 /*
1146                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1147                  * using the transient mapping.
1148                  */
1149                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1150                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1151                 if (tuned_nbuf)
1152                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1153         }
1154
1155         if (nswbuf == 0) {
1156                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1157                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1158                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1159         }
1160
1161         /*
1162          * Reserve space for the buffer cache buffers
1163          */
1164         buf = (char *)v;
1165         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1166             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1167
1168         return (v);
1169 }
1170
1171 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1172 void
1173 bufinit(void)
1174 {
1175         struct buf *bp;
1176         int i;
1177
1178         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1179             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1180             MAXBSIZE));
1181         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1182         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1183         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1184         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1185
1186         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1187
1188         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1189         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1190                 bp = nbufp(i);
1191                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1192                 bp->b_flags = B_INVAL;
1193                 bp->b_rcred = NOCRED;
1194                 bp->b_wcred = NOCRED;
1195                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1196                 bp->b_domain = -1;
1197                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1198                 bp->b_xflags = 0;
1199                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1200                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1201                 BUF_LOCKINIT(bp);
1202                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1203         }
1204
1205         /*
1206          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1207          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1208          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1209          * used by most other requests.  The differential is required to 
1210          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1211          *
1212          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1213          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1214          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1215          * PAGE_SIZE.
1216          */
1217         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1218         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1219         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1220         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1221
1222         /*
1223          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1224          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1225          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1226          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1227          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1228          * hirunningspace.
1229          */
1230         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1231             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1232         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1233
1234         /*
1235          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1236          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1237          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1238          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1239          * average (small) directories.
1240          */
1241         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1242
1243         /*
1244          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1245          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1246          */
1247         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1248         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1249         /*
1250          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1251          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1252          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1253          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1254          */
1255         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1256                 hidirtybuffers >>= 1;
1257         }
1258         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1259
1260         /*
1261          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1262          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1263          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1264          * on other cpus.
1265          *
1266          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1267          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1268          */
1269         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1270         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1271         numfreebuffers = nbuf;
1272
1273         /* Setup the kva and free list allocators. */
1274         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1275         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1276             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1277             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1278
1279         /*
1280          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1281          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1282          * concurrency but less accurate LRU.
1283          */
1284         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1285         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1286                 struct bufdomain *bd;
1287
1288                 bd = &bdomain[i];
1289                 bd_init(bd);
1290                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1291                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1292                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1293                 bd->bd_bufspace = 0;
1294                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1295                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1296                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1297                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1298                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1299                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1300                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1301                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1302                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1303                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1304         }
1305         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1306         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1307         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1308         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1309         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1310         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1311         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1312         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1313 }
1314
1315 #ifdef INVARIANTS
1316 static inline void
1317 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1318 {
1319
1320         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1321             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1322         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1323             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1324         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1325             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1326 }
1327
1328 static inline void
1329 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1330 {
1331
1332         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1333             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1334 }
1335
1336 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1337 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1338 #else
1339 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1340 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1341 #endif
1342
1343 static int
1344 isbufbusy(struct buf *bp)
1345 {
1346         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1347             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1348                 return (1);
1349         return (0);
1350 }
1351
1352 /*
1353  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1354  */
1355 void
1356 bufshutdown(int show_busybufs)
1357 {
1358         static int first_buf_printf = 1;
1359         struct buf *bp;
1360         int i, iter, nbusy, pbusy;
1361 #ifndef PREEMPTION
1362         int subiter;
1363 #endif
1364
1365         /*
1366          * Sync filesystems for shutdown
1367          */
1368         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1369         kern_sync(curthread);
1370
1371         /*
1372          * With soft updates, some buffers that are
1373          * written will be remarked as dirty until other
1374          * buffers are written.
1375          */
1376         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1377                 nbusy = 0;
1378                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1379                         bp = nbufp(i);
1380                         if (isbufbusy(bp))
1381                                 nbusy++;
1382                 }
1383                 if (nbusy == 0) {
1384                         if (first_buf_printf)
1385                                 printf("All buffers synced.");
1386                         break;
1387                 }
1388                 if (first_buf_printf) {
1389                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1390                         first_buf_printf = 0;
1391                 }
1392                 printf("%d ", nbusy);
1393                 if (nbusy < pbusy)
1394                         iter = 0;
1395                 pbusy = nbusy;
1396
1397                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1398                 kern_sync(curthread);
1399
1400 #ifdef PREEMPTION
1401                 /*
1402                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1403                  */
1404                 DELAY(50000 * iter);
1405 #else
1406                 /*
1407                  * Context switch several times to allow interrupt
1408                  * threads to run.
1409                  */
1410                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1411                         thread_lock(curthread);
1412                         mi_switch(SW_VOL);
1413                         DELAY(1000);
1414                 }
1415 #endif
1416         }
1417         printf("\n");
1418         /*
1419          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1420          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1421          */
1422         nbusy = 0;
1423         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1424                 bp = nbufp(i);
1425                 if (isbufbusy(bp)) {
1426 #if 0
1427 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1428                         if (bp->b_dev == NULL) {
1429                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1430                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1431                                 continue;
1432                         }
1433 #endif
1434                         nbusy++;
1435                         if (show_busybufs > 0) {
1436                                 printf(
1437             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1438                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1439                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1440                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1441                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1442                                 if (show_busybufs > 1)
1443                                         vn_printf(bp->b_vp,
1444                                             "vnode content: ");
1445                         }
1446                 }
1447         }
1448         if (nbusy) {
1449                 /*
1450                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1451                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1452                  */
1453                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1454                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1455                 swapoff_all();
1456         } else {
1457                 if (!first_buf_printf)
1458                         printf("Final sync complete\n");
1459
1460                 /*
1461                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1462                  * the system as much as possible.  In particular, no
1463                  * I/O should be initiated from top levels since it
1464                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1465                  * erronously handled because other parts of the
1466                  * system are disabled.
1467                  *
1468                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1469                  * non-operational after unmount of the underlying
1470                  * filesystem.
1471                  */
1472                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1473                         swapoff_all();
1474                         vfs_unmountall();
1475                 }
1476         }
1477         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1478 }
1479
1480 static void
1481 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1482 {
1483
1484         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1485
1486         /*
1487          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1488          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1489          */
1490         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1491         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1492         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1493             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1494 }
1495
1496 static inline struct bufdomain *
1497 bufdomain(struct buf *bp)
1498 {
1499
1500         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1501 }
1502
1503 static struct bufqueue *
1504 bufqueue(struct buf *bp)
1505 {
1506
1507         switch (bp->b_qindex) {
1508         case QUEUE_NONE:
1509                 /* FALLTHROUGH */
1510         case QUEUE_SENTINEL:
1511                 return (NULL);
1512         case QUEUE_EMPTY:
1513                 return (&bqempty);
1514         case QUEUE_DIRTY:
1515                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1516         case QUEUE_CLEAN:
1517                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1518         default:
1519                 break;
1520         }
1521         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1522 }
1523
1524 /*
1525  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1526  */
1527 static struct bufqueue *
1528 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1529 {
1530         struct bufqueue *bq, *nbq;
1531
1532         /*
1533          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1534          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1535          * if the queues don't match.
1536          */
1537         bq = bufqueue(bp);
1538         BQ_LOCK(bq);
1539         for (;;) {
1540                 nbq = bufqueue(bp);
1541                 if (bq == nbq)
1542                         break;
1543                 BQ_UNLOCK(bq);
1544                 BQ_LOCK(nbq);
1545                 bq = nbq;
1546         }
1547         return (bq);
1548 }
1549
1550 /*
1551  *      binsfree:
1552  *
1553  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1554  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1555  */
1556 static void
1557 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1558 {
1559         struct bufdomain *bd;
1560         struct bufqueue *bq;
1561
1562         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1563             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1564         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1565
1566         /*
1567          * Handle delayed bremfree() processing.
1568          */
1569         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1570                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1571                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1572                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1573                         BUF_UNLOCK(bp);
1574                         return;
1575                 }
1576                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1577                 bq_remove(bq, bp);
1578                 BQ_UNLOCK(bq);
1579         }
1580         bd = bufdomain(bp);
1581         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1582                 if (bd->bd_lim != 0)
1583                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1584                 else
1585                         bq = bd->bd_cleanq;
1586         } else
1587                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1588         bq_insert(bq, bp, true);
1589 }
1590
1591 /*
1592  * buf_free:
1593  *
1594  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1595  */
1596 static void
1597 buf_free(struct buf *bp)
1598 {
1599
1600         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1601                 bremfreef(bp);
1602         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1603                 panic("losing buffer 1");
1604         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1605                 crfree(bp->b_rcred);
1606                 bp->b_rcred = NOCRED;
1607         }
1608         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1609                 crfree(bp->b_wcred);
1610                 bp->b_wcred = NOCRED;
1611         }
1612         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1613                 buf_deallocate(bp);
1614         bufkva_free(bp);
1615         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1616         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1617         BUF_UNLOCK(bp);
1618         uma_zfree(buf_zone, bp);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * buf_import:
1623  *
1624  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1625  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1626  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1627  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1628  */
1629 static int
1630 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1631 {
1632         struct buf *bp;
1633         int i;
1634
1635         BQ_LOCK(&bqempty);
1636         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1637                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1638                 if (bp == NULL)
1639                         break;
1640                 bq_remove(&bqempty, bp);
1641                 store[i] = bp;
1642         }
1643         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1644
1645         return (i);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * buf_release:
1650  *
1651  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1652  */
1653 static void
1654 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1655 {
1656         struct bufqueue *bq;
1657         struct buf *bp;
1658         int i;
1659
1660         bq = &bqempty;
1661         BQ_LOCK(bq);
1662         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1663                 bp = store[i];
1664                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1665                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1666                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1667                 bq->bq_len++;
1668                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1669         }
1670         BQ_UNLOCK(bq);
1671 }
1672
1673 /*
1674  * buf_alloc:
1675  *
1676  *      Allocate an empty buffer header.
1677  */
1678 static struct buf *
1679 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1680 {
1681         struct buf *bp;
1682         int freebufs, error;
1683
1684         /*
1685          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1686          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1687          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1688          */
1689         bp = NULL;
1690         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1691         if (freebufs > 0)
1692                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1693         if (bp == NULL) {
1694                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1695                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1696                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1697                 return (NULL);
1698         }
1699         /*
1700          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1701          */
1702         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1703                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1704
1705         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1706         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1707             error));
1708         (void)error;
1709
1710         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1711             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1712         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1713             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1714         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1715             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1716         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1717             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1718         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1719         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1720         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1721
1722         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1723         bp->b_flags = 0;
1724         bp->b_ioflags = 0;
1725         bp->b_xflags = 0;
1726         bp->b_vflags = 0;
1727         bp->b_vp = NULL;
1728         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1729         bp->b_offset = NOOFFSET;
1730         bp->b_iodone = 0;
1731         bp->b_error = 0;
1732         bp->b_resid = 0;
1733         bp->b_bcount = 0;
1734         bp->b_npages = 0;
1735         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1736         bp->b_bufobj = NULL;
1737         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1738         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1739         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1740         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1741         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1742
1743         return (bp);
1744 }
1745
1746 /*
1747  *      buf_recycle:
1748  *
1749  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1750  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1751  *      defragmenting.
1752  */
1753 static int
1754 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1755 {
1756         struct bufqueue *bq;
1757         struct buf *bp, *nbp;
1758
1759         if (kva)
1760                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1761         nbp = NULL;
1762         bq = bd->bd_cleanq;
1763         BQ_LOCK(bq);
1764         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1765             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1766         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1767
1768         /*
1769          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1770          * depending.
1771          */
1772         while ((bp = nbp) != NULL) {
1773                 /*
1774                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1775                  * release the bqlock).
1776                  */
1777                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1778
1779                 /*
1780                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1781                  * some kva to reclaim.
1782                  */
1783                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1784                         continue;
1785
1786                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1787                         continue;
1788
1789                 /*
1790                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1791                  * accessed buffers.
1792                  */
1793                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1794                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1795                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1796                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1797                         BUF_UNLOCK(bp);
1798                         continue;
1799                 }
1800
1801                 /*
1802                  * Skip buffers with background writes in progress.
1803                  */
1804                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1805                         BUF_UNLOCK(bp);
1806                         continue;
1807                 }
1808
1809                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1810                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1811                     bp->b_qindex, bp));
1812                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1813                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1814                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1815                 /*
1816                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1817                  * the scan from this point on.
1818                  */
1819                 bq_remove(bq, bp);
1820                 BQ_UNLOCK(bq);
1821
1822                 /*
1823                  * Requeue the background write buffer with error and
1824                  * restart the scan.
1825                  */
1826                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1827                         bqrelse(bp);
1828                         BQ_LOCK(bq);
1829                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1830                         continue;
1831                 }
1832                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1833                 brelse(bp);
1834                 return (0);
1835         }
1836         bd->bd_wanted = 1;
1837         BQ_UNLOCK(bq);
1838
1839         return (ENOBUFS);
1840 }
1841
1842 /*
1843  *      bremfree:
1844  *
1845  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1846  *
1847  */
1848 void
1849 bremfree(struct buf *bp)
1850 {
1851
1852         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1853         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1854             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1855         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1856             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1857         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1858
1859         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1860 }
1861
1862 /*
1863  *      bremfreef:
1864  *
1865  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1866  *      it abuses the b_freelist pointer.
1867  */
1868 void
1869 bremfreef(struct buf *bp)
1870 {
1871         struct bufqueue *bq;
1872
1873         bq = bufqueue_acquire(bp);
1874         bq_remove(bq, bp);
1875         BQ_UNLOCK(bq);
1876 }
1877
1878 static void
1879 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1880 {
1881
1882         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1883         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1884         bq->bq_len = 0;
1885         bq->bq_index = qindex;
1886         bq->bq_subqueue = subqueue;
1887 }
1888
1889 static void
1890 bd_init(struct bufdomain *bd)
1891 {
1892         int i;
1893
1894         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1895         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1896         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1897         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1898                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1899                     "bufq clean subqueue lock");
1900         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1901 }
1902
1903 /*
1904  *      bq_remove:
1905  *
1906  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1907  *      correct qlock held.
1908  */
1909 static void
1910 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1911 {
1912
1913         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1914             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1915         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1916             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1917         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1918             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1919
1920         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1921         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1922                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1923         }
1924         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1925             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1926         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1927         bq->bq_len--;
1928         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1929         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1930 }
1931
1932 static void
1933 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1934 {
1935         struct buf *bp;
1936
1937         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1938         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1939                 BD_LOCK(bd);
1940                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1941                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1942                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1943                             b_freelist);
1944                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1945                 }
1946                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1947                 bq->bq_len = 0;
1948         }
1949         if (bd->bd_wanted) {
1950                 bd->bd_wanted = 0;
1951                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1952         }
1953         if (bq != bd->bd_cleanq)
1954                 BD_UNLOCK(bd);
1955 }
1956
1957 static int
1958 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1959 {
1960         struct bufqueue *bq;
1961         int flushed;
1962         int i;
1963
1964         if (bd->bd_lim == 0)
1965                 return (0);
1966         flushed = 0;
1967         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1968                 bq = &bd->bd_subq[i];
1969                 if (bq->bq_len == 0)
1970                         continue;
1971                 BQ_LOCK(bq);
1972                 bd_flush(bd, bq);
1973                 BQ_UNLOCK(bq);
1974                 flushed++;
1975         }
1976
1977         return (flushed);
1978 }
1979
1980 static void
1981 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1982 {
1983         struct bufdomain *bd;
1984
1985         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1986                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1987
1988         bd = bufdomain(bp);
1989         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1990                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1991                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1992                         bq = bd->bd_cleanq;
1993                 BQ_LOCK(bq);
1994                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1995         } else {
1996                 BQ_LOCK(bq);
1997                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1998         }
1999         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2000         bq->bq_len++;
2001         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2002         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2003
2004         /*
2005          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2006          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2007          */
2008         if (unlock)
2009                 BUF_UNLOCK(bp);
2010
2011         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2012                 /*
2013                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2014                  */
2015                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2016                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2017                         bd_flush(bd, bq);
2018         }
2019         BQ_UNLOCK(bq);
2020 }
2021
2022 /*
2023  *      bufkva_free:
2024  *
2025  *      Free the kva allocation for a buffer.
2026  *
2027  */
2028 static void
2029 bufkva_free(struct buf *bp)
2030 {
2031
2032 #ifdef INVARIANTS
2033         if (bp->b_kvasize == 0) {
2034                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2035                     bp->b_data == unmapped_buf,
2036                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2037         } else if (buf_mapped(bp))
2038                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2039         else
2040                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2041 #endif
2042         if (bp->b_kvasize == 0)
2043                 return;
2044
2045         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2046         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2047         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2048         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2049         bp->b_kvasize = 0;
2050 }
2051
2052 /*
2053  *      bufkva_alloc:
2054  *
2055  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2056  */
2057 static int
2058 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2059 {
2060         vm_offset_t addr;
2061         int error;
2062
2063         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2064             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2065         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2066         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2067             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2068
2069         bufkva_free(bp);
2070
2071         addr = 0;
2072         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2073         if (error != 0) {
2074                 /*
2075                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2076                  * to defragment the map.
2077                  */
2078                 return (error);
2079         }
2080         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2081         bp->b_kvasize = maxsize;
2082         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2083         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2084                 bp->b_data = unmapped_buf;
2085                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2086         } else {
2087                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2088                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2089         }
2090         return (0);
2091 }
2092
2093 /*
2094  *      bufkva_reclaim:
2095  *
2096  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2097  *      callback that fires to avoid returning failure.
2098  */
2099 static void
2100 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2101 {
2102         bool done;
2103         int q;
2104         int i;
2105
2106         done = false;
2107         for (i = 0; i < 5; i++) {
2108                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2109                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2110                                 done = true;
2111                 if (done)
2112                         break;
2113         }
2114         return;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2119  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2120  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2121  */
2122 static void
2123 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2124     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2125 {
2126         struct buf *rabp;
2127         struct thread *td;
2128         int i;
2129
2130         td = curthread;
2131
2132         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2133                 if (inmem(vp, *rablkno))
2134                         continue;
2135                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2136                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2137                         brelse(rabp);
2138                         continue;
2139                 }
2140 #ifdef RACCT
2141                 if (racct_enable) {
2142                         PROC_LOCK(curproc);
2143                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2144                         PROC_UNLOCK(curproc);
2145                 }
2146 #endif /* RACCT */
2147                 td->td_ru.ru_inblock++;
2148                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2149                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2150                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2151                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2152                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2153                 }
2154                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2155                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2156                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2157                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2158                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2159                 BUF_KERNPROC(rabp);
2160                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2161                 bstrategy(rabp);
2162         }
2163 }
2164
2165 /*
2166  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2167  *
2168  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2169  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2170  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2171  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2172  *
2173  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2174  *
2175  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2176  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2177  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2178  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2179  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2180  * for blkno and dblkno.
2181  */
2182 int
2183 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2184     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2185     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2186 {
2187         struct buf *bp;
2188         struct thread *td;
2189         int error, readwait, rv;
2190
2191         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2192         td = curthread;
2193         /*
2194          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2195          * are specified.
2196          */
2197         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2198         if (error != 0) {
2199                 *bpp = NULL;
2200                 return (error);
2201         }
2202         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2203             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2204             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2205         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2206         *bpp = bp;
2207
2208         /*
2209          * If not found in cache, do some I/O
2210          */
2211         readwait = 0;
2212         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2213 #ifdef RACCT
2214                 if (racct_enable) {
2215                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2216                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2217                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2218                 }
2219 #endif /* RACCT */
2220                 td->td_ru.ru_inblock++;
2221                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2222                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2223                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2224                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2225                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2226                 }
2227                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2228                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2229                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2230                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2231                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2232                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2233                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2234                 bstrategy(bp);
2235                 ++readwait;
2236         }
2237
2238         /*
2239          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2240          */
2241         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2242
2243         rv = 0;
2244         if (readwait) {
2245                 rv = bufwait(bp);
2246                 if (rv != 0) {
2247                         brelse(bp);
2248                         *bpp = NULL;
2249                 }
2250         }
2251         return (rv);
2252 }
2253
2254 /*
2255  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2256  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2257  * is invalid.
2258  *
2259  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2260  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2261  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2262  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2263  * here.
2264  */
2265 int
2266 bufwrite(struct buf *bp)
2267 {
2268         int oldflags;
2269         struct vnode *vp;
2270         long space;
2271         int vp_md;
2272
2273         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2274         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2275                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2276                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2277                 brelse(bp);
2278                 return (ENXIO);
2279         }
2280         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2281                 brelse(bp);
2282                 return (0);
2283         }
2284
2285         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2286                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2287
2288         oldflags = bp->b_flags;
2289
2290         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2291             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2292
2293         vp = bp->b_vp;
2294         if (vp)
2295                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2296         else
2297                 vp_md = 0;
2298
2299         /*
2300          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2301          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2302          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2303          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2304          */
2305         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2306         bundirty(bp);
2307
2308         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2309         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2310         bp->b_flags |= B_CACHE;
2311         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2312
2313         vfs_busy_pages(bp, 1);
2314
2315         /*
2316          * Normal bwrites pipeline writes
2317          */
2318         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2319         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2320
2321 #ifdef RACCT
2322         if (racct_enable) {
2323                 PROC_LOCK(curproc);
2324                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2325                 PROC_UNLOCK(curproc);
2326         }
2327 #endif /* RACCT */
2328         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2329         if (oldflags & B_ASYNC)
2330                 BUF_KERNPROC(bp);
2331         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2332         buf_track(bp, __func__);
2333         bstrategy(bp);
2334
2335         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2336                 int rtval = bufwait(bp);
2337                 brelse(bp);
2338                 return (rtval);
2339         } else if (space > hirunningspace) {
2340                 /*
2341                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2342                  * system.  We will not deadlock here because
2343                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2344                  * to complete. We do not block here if it is the update
2345                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2346                  * to deadlock.
2347                  */
2348                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2349                         waitrunningbufspace();
2350         }
2351
2352         return (0);
2353 }
2354
2355 void
2356 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2357 {
2358         struct buf *nbp;
2359         struct bufdomain *bd;
2360
2361         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2362         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2363                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2364                 altbufferflushes++;
2365         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2366                 BO_LOCK(bo);
2367                 /*
2368                  * Try to find a buffer to flush.
2369                  */
2370                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2371                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2372                             BUF_LOCK(nbp,
2373                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2374                                 continue;
2375                         if (bp == nbp)
2376                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2377                         BO_UNLOCK(bo);
2378                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2379                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2380                                 BO_LOCK(bo);
2381                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2382                                 continue;
2383                         }
2384                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2385                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2386                         } else {
2387                                 bremfree(nbp);
2388                                 bawrite(nbp);
2389                         }
2390                         dirtybufferflushes++;
2391                         break;
2392                 }
2393                 if (nbp == NULL)
2394                         BO_UNLOCK(bo);
2395         }
2396 }
2397
2398 /*
2399  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2400  * anything if the buffer is marked invalid.
2401  *
2402  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2403  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2404  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2405  * out synchronously.
2406  */
2407 void
2408 bdwrite(struct buf *bp)
2409 {
2410         struct thread *td = curthread;
2411         struct vnode *vp;
2412         struct bufobj *bo;
2413
2414         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2415         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2416         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2417             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2418
2419         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2420                 brelse(bp);
2421                 return;
2422         }
2423
2424         /*
2425          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2426          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2427          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2428          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2429          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2430          */
2431         vp = bp->b_vp;
2432         bo = bp->b_bufobj;
2433         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2434                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2435                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2436                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2437         } else
2438                 recursiveflushes++;
2439
2440         bdirty(bp);
2441         /*
2442          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2443          * true even of NFS now.
2444          */
2445         bp->b_flags |= B_CACHE;
2446
2447         /*
2448          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2449          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2450          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2451          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2452          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2453          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2454          * the bmap then...  So, this is important to do.
2455          */
2456         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2457                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2458         }
2459
2460         buf_track(bp, __func__);
2461
2462         /*
2463          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2464          * pages.
2465          *
2466          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2467          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2468          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2469          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2470          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2471          * or perhaps the cluster will be completed.
2472          */
2473         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2474         bqrelse(bp);
2475
2476         /*
2477          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2478          * due to the softdep code.
2479          */
2480 }
2481
2482 /*
2483  *      bdirty:
2484  *
2485  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2486  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2487  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2488  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2489  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2490  *
2491  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2492  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2493  *      should only be called if the buffer is known-good.
2494  *
2495  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2496  *      count.
2497  *
2498  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2499  */
2500 void
2501 bdirty(struct buf *bp)
2502 {
2503
2504         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2505             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2506         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2507         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2508             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2509         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2510         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2511
2512         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2513                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2514                 reassignbuf(bp);
2515                 bdirtyadd(bp);
2516         }
2517 }
2518
2519 /*
2520  *      bundirty:
2521  *
2522  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2523  *
2524  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2525  *      count.
2526  *
2527  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2528  */
2529
2530 void
2531 bundirty(struct buf *bp)
2532 {
2533
2534         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2535         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2536         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2537             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2538
2539         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2540                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2541                 reassignbuf(bp);
2542                 bdirtysub(bp);
2543         }
2544         /*
2545          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2546          */
2547         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2548 }
2549
2550 /*
2551  *      bawrite:
2552  *
2553  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2554  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2555  *
2556  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2557  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2558  */
2559 void
2560 bawrite(struct buf *bp)
2561 {
2562
2563         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2564         (void) bwrite(bp);
2565 }
2566
2567 /*
2568  *      babarrierwrite:
2569  *
2570  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2571  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2572  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2573  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2574  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2575  */
2576 void
2577 babarrierwrite(struct buf *bp)
2578 {
2579
2580         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2581         (void) bwrite(bp);
2582 }
2583
2584 /*
2585  *      bbarrierwrite:
2586  *
2587  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2588  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2589  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2590  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2591  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2592  */
2593 int
2594 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2595 {
2596
2597         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2598         return (bwrite(bp));
2599 }
2600
2601 /*
2602  *      bwillwrite:
2603  *
2604  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2605  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2606  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2607  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2608  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2609  */
2610 void
2611 bwillwrite(void)
2612 {
2613
2614         if (buf_dirty_count_severe()) {
2615                 mtx_lock(&bdirtylock);
2616                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2617                         bdirtywait = 1;
2618                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2619                             "flswai", 0);
2620                 }
2621                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2622         }
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Return true if we have too many dirty buffers.
2627  */
2628 int
2629 buf_dirty_count_severe(void)
2630 {
2631
2632         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2633 }
2634
2635 /*
2636  *      brelse:
2637  *
2638  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2639  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2640  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2641  */
2642 void
2643 brelse(struct buf *bp)
2644 {
2645         struct mount *v_mnt;
2646         int qindex;
2647
2648         /*
2649          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2650          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2651          */
2652         if (bp == NULL)
2653                 return;
2654         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2655             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2656         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2657             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2658         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2659             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2660
2661         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2662                 /*
2663                  * Do not process, in particular, do not handle the
2664                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2665                  */
2666                 BUF_UNLOCK(bp);
2667                 return;
2668         }
2669
2670         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2671                 bqrelse(bp);
2672                 return;
2673         }
2674
2675         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2676                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2677         } else {
2678                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2679                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2680         }
2681
2682         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2683                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2684                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2685                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2686                 bdirty(bp);
2687         }
2688
2689         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2690             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2691                 /*
2692                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2693                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2694                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2695                  * freed.
2696                  */
2697                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2698                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2699         }
2700
2701         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2702             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2703             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2704                 /*
2705                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2706                  * means the device is gone) are treated as being
2707                  * transient.
2708                  *
2709                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2710                  * contract with the local storage device drivers is that
2711                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2712                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2713                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2714                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2715                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2716                  * this entire case should be made obsolete through better
2717                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2718                  *
2719                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2720                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2721                  * to access the buffer to untangle them.
2722                  *
2723                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2724                  */
2725                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2726                 bdirty(bp);
2727         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2728             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2729                 /*
2730                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2731                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2732                  * no longer present.
2733                  */
2734                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2735                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2736                         buf_deallocate(bp);
2737                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2738                         bdirtysub(bp);
2739                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2740                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2741                         allocbuf(bp, 0);
2742                         if (bp->b_vp)
2743                                 brelvp(bp);
2744                 }
2745         }
2746
2747         /*
2748          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2749          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2750          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2751          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2752          * 
2753          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2754          * if B_DELWRI is set.
2755          */
2756         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2757                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2758
2759         /*
2760          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2761          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2762          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2763          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2764          *
2765          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2766          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2767          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2768          *
2769          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2770          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2771          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2772          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2773          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2774          * background write.
2775          */
2776
2777         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2778
2779         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2780             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2781             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2782             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2783                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2784                 allocbuf(bp, 0);
2785         }
2786
2787         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2788             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2789                 allocbuf(bp, 0);
2790                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2791                 if (bp->b_vp != NULL)
2792                         brelvp(bp);
2793         }
2794
2795         /*
2796          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2797          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2798          * doesn't find it.
2799          */
2800         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2801             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2802                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2803         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2804                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2805                         bundirty(bp);
2806                 if (bp->b_vp)
2807                         brelvp(bp);
2808         }
2809
2810         buf_track(bp, __func__);
2811
2812         /* buffers with no memory */
2813         if (bp->b_bufsize == 0) {
2814                 buf_free(bp);
2815                 return;
2816         }
2817         /* buffers with junk contents */
2818         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2819             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2820                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2821                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2822                         panic("losing buffer 2");
2823                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2824                 bp->b_flags |= B_AGE;
2825         /* remaining buffers */
2826         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2827                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2828         else
2829                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2830
2831         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2832                 panic("brelse: not dirty");
2833
2834         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2835         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2836         /* binsfree unlocks bp. */
2837         binsfree(bp, qindex);
2838 }
2839
2840 /*
2841  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2842  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2843  *
2844  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2845  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2846  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2847  * again soon.
2848  *
2849  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2850  */
2851 void
2852 bqrelse(struct buf *bp)
2853 {
2854         int qindex;
2855
2856         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2857         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2858             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2859
2860         qindex = QUEUE_NONE;
2861         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2862                 /* do not release to free list */
2863                 BUF_UNLOCK(bp);
2864                 return;
2865         }
2866         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2867         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2868
2869         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2870                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2871         } else {
2872                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2873                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2874         }
2875
2876         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2877                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2878                         bremfreef(bp);
2879                 goto out;
2880         }
2881
2882         /* buffers with stale but valid contents */
2883         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2884             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2885                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2886                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2887                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2888                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2889         } else {
2890                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2891                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2892                         panic("bqrelse: not dirty");
2893                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2894                         brelse(bp);
2895                         return;
2896                 }
2897                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2898         }
2899         buf_track(bp, __func__);
2900         /* binsfree unlocks bp. */
2901         binsfree(bp, qindex);
2902         return;
2903
2904 out:
2905         buf_track(bp, __func__);
2906         /* unlock */
2907         BUF_UNLOCK(bp);
2908 }
2909
2910 /*
2911  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2912  * restore bogus pages.
2913  */
2914 static void
2915 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2916 {
2917         vm_ooffset_t foff;
2918         vm_page_t m;
2919         vm_object_t obj;
2920         struct vnode *vp __unused;
2921         int i, iosize, resid;
2922         bool bogus;
2923
2924         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2925         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2926             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2927             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2928
2929         vp = bp->b_vp;
2930         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2931         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2932
2933         foff = bp->b_offset;
2934         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2935             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2936
2937         bogus = false;
2938         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2939         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2940                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2941                 if (resid > iosize)
2942                         resid = iosize;
2943
2944                 /*
2945                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2946                  */
2947                 m = bp->b_pages[i];
2948                 if (m == bogus_page) {
2949                         bogus = true;
2950                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2951                         if (m == NULL)
2952                                 panic("biodone: page disappeared!");
2953                         bp->b_pages[i] = m;
2954                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2955                         /*
2956                          * In the write case, the valid and clean bits are
2957                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2958                          * only need to do this here in the read case.
2959                          */
2960                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2961                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2962                             "has unexpected dirty bits", m));
2963                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2964                 }
2965                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2966                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2967                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2968
2969                 vm_page_sunbusy(m);
2970                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2971                 iosize -= resid;
2972         }
2973         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2974         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2975                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2976                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2977                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2978         }
2979 }
2980
2981 /*
2982  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2983  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2984  */
2985 static void
2986 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2987 {
2988         vm_object_t obj;
2989         vm_page_t m;
2990         int flags, i, resid, poffset, presid;
2991
2992         if (buf_mapped(bp)) {
2993                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2994                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2995         } else
2996                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2997         /*
2998          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2999          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3000          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3001          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3002          *
3003          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3004          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3005          * m->dirty, etc...). 
3006          *
3007          * See man buf(9) for more information
3008          */
3009         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3010         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3011         resid = bp->b_bufsize;
3012         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3013         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3014         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3015                 m = bp->b_pages[i];
3016                 if (m == bogus_page)
3017                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3018                 bp->b_pages[i] = NULL;
3019
3020                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3021                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3022                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3023                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3024                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3025                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3026                 vm_page_sunbusy(m);
3027                 vm_page_release_locked(m, flags);
3028                 resid -= presid;
3029                 poffset = 0;
3030         }
3031         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3032         bp->b_npages = 0;
3033 }
3034
3035 /*
3036  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3037  */
3038 static void
3039 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3040 {
3041         vm_object_t obj;
3042         vm_page_t m;
3043         int flags, i;
3044
3045         if (bp->b_npages == desiredpages)
3046                 return;
3047
3048         if (buf_mapped(bp)) {
3049                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3050                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3051                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3052         } else
3053                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3054
3055         /*
3056          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3057          */
3058         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3059         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3060                 flags |= VPR_TRYFREE;
3061                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3062                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3063         } else {
3064                 obj = NULL;
3065         }
3066         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3067                 m = bp->b_pages[i];
3068                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3069                 bp->b_pages[i] = NULL;
3070                 if (obj != NULL)
3071                         vm_page_release_locked(m, flags);
3072                 else
3073                         vm_page_release(m, flags);
3074         }
3075         if (obj != NULL)
3076                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3077         bp->b_npages = desiredpages;
3078 }
3079
3080 /*
3081  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3082  */
3083 static void
3084 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3085 {
3086         /*
3087          * We are growing the buffer, possibly in a 
3088          * byte-granular fashion.
3089          */
3090         vm_object_t obj;
3091         vm_offset_t toff;
3092         vm_offset_t tinc;
3093         vm_page_t m;
3094
3095         /*
3096          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3097          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3098          * are not valid for the range covered by the buffer.
3099          */
3100         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3101         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3102                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3103                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3104                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3105
3106                 /*
3107                  * We must allocate system pages since blocking
3108                  * here could interfere with paging I/O, no
3109                  * matter which process we are.
3110                  *
3111                  * Only exclusive busy can be tested here.
3112                  * Blocking on shared busy might lead to
3113                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3114                  * pages are vfs_busy_pages().
3115                  */
3116                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3117                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3118                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3119                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3120                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3121                 bp->b_npages = desiredpages;
3122         }
3123
3124         /*
3125          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3126          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3127          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3128          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3129          * aligned range ( newbsize ).
3130          *
3131          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3132          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3133          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3134          * fails with NFS if the server or some other client
3135          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3136          * B_CACHE may remain set! XXX
3137          */
3138         toff = bp->b_bcount;
3139         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3140         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3141                 vm_pindex_t pi;
3142
3143                 if (tinc > (size - toff))
3144                         tinc = size - toff;
3145                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3146                 m = bp->b_pages[pi];
3147                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3148                 toff += tinc;
3149                 tinc = PAGE_SIZE;
3150         }
3151
3152         /*
3153          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3154          */
3155         if (buf_mapped(bp))
3156                 bpmap_qenter(bp);
3157         else
3158                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3159 }
3160
3161 /*
3162  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3163  * write.
3164  */
3165 static int
3166 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3167 {
3168         struct buf *bpa;
3169         int match;
3170
3171         match = 0;
3172
3173         /* If the buf isn't in core skip it */
3174         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3175                 return (0);
3176
3177         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3178         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3179                 return (0);
3180
3181         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3182         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3183             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3184                 goto done;
3185
3186         if (bpa->b_bufsize != size)
3187                 goto done;
3188
3189         /*
3190          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3191          * block has been mapped.
3192          */
3193         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3194                 match = 1;
3195 done:
3196         BUF_UNLOCK(bpa);
3197         return (match);
3198 }
3199
3200 /*
3201  *      vfs_bio_awrite:
3202  *
3203  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3204  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3205  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3206  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3207  */
3208 int
3209 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3210 {
3211         struct bufobj *bo;
3212         int i;
3213         int j;
3214         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3215         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3216         int ncl;
3217         int nwritten;
3218         int size;
3219         int maxcl;
3220         int gbflags;
3221
3222         bo = &vp->v_bufobj;
3223         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3224         /*
3225          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3226          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3227          * rather then at the beginning.
3228          */
3229         if ((vp->v_type == VREG) && 
3230             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3231             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3232                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3233                 maxcl = maxphys / size;
3234
3235                 BO_RLOCK(bo);
3236                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3237                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3238                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3239                                 break;
3240
3241                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3242                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3243                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3244                                 break;
3245                 BO_RUNLOCK(bo);
3246                 --j;
3247                 ncl = i + j;
3248                 /*
3249                  * this is a possible cluster write
3250                  */
3251                 if (ncl != 1) {
3252                         BUF_UNLOCK(bp);
3253                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3254                             gbflags);
3255                         return (nwritten);
3256                 }
3257         }
3258         bremfree(bp);
3259         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3260         /*
3261          * default (old) behavior, writing out only one block
3262          *
3263          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3264          */
3265         nwritten = bp->b_bufsize;
3266         (void) bwrite(bp);
3267
3268         return (nwritten);
3269 }
3270
3271 /*
3272  *      getnewbuf_kva:
3273  *
3274  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3275  */
3276 static int
3277 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3278 {
3279
3280         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3281                 /*
3282                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3283                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3284                  */
3285                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3286
3287                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3288                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3289                         return (ENOSPC);
3290         }
3291         return (0);
3292 }
3293
3294 /*
3295  *      getnewbuf:
3296  *
3297  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3298  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3299  *
3300  *      We block if:
3301  *              We have insufficient buffer headers
3302  *              We have insufficient buffer space
3303  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3304  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3305  *
3306  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3307  *      allocbuf() is called.
3308  */
3309 static struct buf *
3310 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3311 {
3312         struct bufdomain *bd;
3313         struct buf *bp;
3314         bool metadata, reserved;
3315
3316         bp = NULL;
3317         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3318             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3319         if (!unmapped_buf_allowed)
3320                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3321
3322         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3323             vp->v_type == VCHR)
3324                 metadata = true;
3325         else
3326                 metadata = false;
3327         if (vp == NULL)
3328                 bd = &bdomain[0];
3329         else
3330                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3331
3332         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3333         reserved = false;
3334         do {
3335                 if (reserved == false &&
3336                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3337                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3338                         continue;
3339                 }
3340                 reserved = true;
3341                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3342                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3343                         continue;
3344                 }
3345                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3346                         return (bp);
3347                 break;
3348         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3349
3350         if (reserved)
3351                 bufspace_release(bd, maxsize);
3352         if (bp != NULL) {
3353                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3354                 brelse(bp);
3355         }
3356         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3357
3358         return (NULL);
3359 }
3360
3361 /*
3362  *      buf_daemon:
3363  *
3364  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3365  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3366  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3367  */
3368 static struct kproc_desc buf_kp = {
3369         "bufdaemon",
3370         buf_daemon,
3371         &bufdaemonproc
3372 };
3373 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3374
3375 static int
3376 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3377 {
3378         int flushed;
3379
3380         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3381         if (flushed == 0) {
3382                 /*
3383                  * Could not find any buffers without rollback
3384                  * dependencies, so just write the first one
3385                  * in the hopes of eventually making progress.
3386                  */
3387                 if (vp != NULL && target > 2)
3388                         target /= 2;
3389                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3390         }
3391         return (flushed);
3392 }
3393
3394 static void
3395 buf_daemon()
3396 {
3397         struct bufdomain *bd;
3398         int speedupreq;
3399         int lodirty;
3400         int i;
3401
3402         /*
3403          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3404          */
3405         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3406             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3407
3408         /*
3409          * Start the buf clean daemons as children threads.
3410          */
3411         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3412                 int error;
3413
3414                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3415                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3416                 if (error)
3417                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3418         }
3419
3420         /*
3421          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3422          */
3423         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3424         mtx_lock(&bdlock);
3425         for (;;) {
3426                 bd_request = 0;
3427                 mtx_unlock(&bdlock);
3428
3429                 kthread_suspend_check();
3430
3431                 /*
3432                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3433                  * requests.
3434                  */
3435                 speedupreq = bd_speedupreq;
3436                 bd_speedupreq = 0;
3437
3438                 /*
3439                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3440                  * the speedup request.
3441                  */
3442                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3443                         bd = &bdomain[i];
3444                         if (speedupreq)
3445                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3446                         else
3447                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3448                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3449                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3450                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3451                                         break;
3452                                 kern_yield(PRI_USER);
3453                         }
3454                 }
3455
3456                 /*
3457                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3458                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3459                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3460                  * built up, within reason.
3461                  *
3462                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3463                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3464                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3465                  */
3466                 mtx_lock(&bdlock);
3467                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3468                         /*
3469                          * We reached our low water mark, reset the
3470                          * request and sleep until we are needed again.
3471                          * The sleep is just so the suspend code works.
3472                          */
3473                         bd_request = 0;
3474                         /*
3475                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3476                          * changed via sysctl and the explicit transition
3477                          * out of shortfall was missed.
3478                          */
3479                         bdirtywakeup();
3480                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3481                                 runningwakeup();
3482                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3483                 } else {
3484                         /*
3485                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3486                          * still have too many dirty buffers, we
3487                          * have to sleep and try again.  (rare)
3488                          */
3489                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3490                 }
3491         }
3492 }
3493
3494 /*
3495  *      flushbufqueues:
3496  *
3497  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3498  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3499  *      particularly sensitive to.
3500  */
3501 static int flushwithdeps = 0;
3502 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3503     &flushwithdeps, 0,
3504     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3505
3506 static int
3507 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3508     int flushdeps)
3509 {
3510         struct bufqueue *bq;
3511         struct buf *sentinel;
3512         struct vnode *vp;
3513         struct mount *mp;
3514         struct buf *bp;
3515         int hasdeps;
3516         int flushed;
3517         int error;
3518         bool unlock;
3519
3520         flushed = 0;
3521         bq = &bd->bd_dirtyq;
3522         bp = NULL;
3523         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3524         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3525         BQ_LOCK(bq);
3526         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3527         BQ_UNLOCK(bq);
3528         while (flushed != target) {
3529                 maybe_yield();
3530                 BQ_LOCK(bq);
3531                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3532                 if (bp != NULL) {
3533                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3534                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3535                             b_freelist);
3536                 } else {
3537                         BQ_UNLOCK(bq);
3538                         break;
3539                 }
3540                 /*
3541                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3542                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3543                  *
3544                  * Only flush the buffers that belong to the
3545                  * vnode locked by the curthread.
3546                  */
3547                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3548                     bp->b_vp != lvp)) {
3549                         BQ_UNLOCK(bq);
3550                         continue;
3551                 }
3552                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3553                 BQ_UNLOCK(bq);
3554                 if (error != 0)
3555                         continue;
3556
3557                 /*
3558                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3559                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3560                  */
3561                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3562                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3563                         BUF_UNLOCK(bp);
3564                         continue;
3565                 }
3566                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3567                         bremfreef(bp);
3568                         brelse(bp);
3569                         flushed++;
3570                         continue;
3571                 }
3572
3573                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3574                         if (flushdeps == 0) {
3575                                 BUF_UNLOCK(bp);
3576                                 continue;
3577                         }
3578                         hasdeps = 1;
3579                 } else
3580                         hasdeps = 0;
3581                 /*
3582                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3583                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3584                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3585                  * system.
3586                  *
3587                  * The lock order here is the reverse of the normal
3588                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3589                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3590                  */
3591                 vp = bp->b_vp;
3592                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3593                         BUF_UNLOCK(bp);
3594                         continue;
3595                 }
3596                 if (lvp == NULL) {
3597                         unlock = true;
3598                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3599                 } else {
3600                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3601                         unlock = false;
3602                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3603                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3604                 }
3605                 if (error == 0) {
3606                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3607                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3608                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3609                                 vfs_bio_awrite(bp);
3610                         } else {
3611                                 bremfree(bp);
3612                                 bwrite(bp);
3613                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3614                         }
3615                         vn_finished_write(mp);
3616                         if (unlock)
3617                                 VOP_UNLOCK(vp);
3618                         flushwithdeps += hasdeps;
3619                         flushed++;
3620
3621                         /*
3622                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3623                          * vnode lock leads to deadlock.
3624                          */
3625                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3626                             runningbufspace > hirunningspace)
3627                                 waitrunningbufspace();
3628                         continue;
3629                 }
3630                 vn_finished_write(mp);
3631                 BUF_UNLOCK(bp);
3632         }
3633         BQ_LOCK(bq);
3634         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3635         BQ_UNLOCK(bq);
3636         free(sentinel, M_TEMP);
3637         return (flushed);
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Check to see if a block is currently memory resident.
3642  */
3643 struct buf *
3644 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3645 {
3646         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3647 }
3648
3649 /*
3650  * Returns true if no I/O is needed to access the
3651  * associated VM object.  This is like incore except
3652  * it also hunts around in the VM system for the data.
3653  */
3654 bool
3655 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3656 {
3657         vm_object_t obj;
3658         vm_offset_t toff, tinc, size;
3659         vm_page_t m, n;
3660         vm_ooffset_t off;
3661         int valid;
3662
3663         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3664
3665         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3666                 return (true);
3667         if (vp->v_mount == NULL)
3668                 return (false);
3669         obj = vp->v_object;
3670         if (obj == NULL)
3671                 return (false);
3672
3673         size = PAGE_SIZE;
3674         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3675                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3676         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3677
3678         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3679                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3680 recheck:
3681                 if (m == NULL)
3682                         return (false);
3683
3684                 tinc = size;
3685                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3686                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3687                 /*
3688                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3689                  * during the check.
3690                  */
3691                 valid = vm_page_is_valid(m,
3692                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3693                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3694                 if (m != n) {
3695                         m = n;
3696                         goto recheck;
3697                 }
3698                 if (!valid)
3699                         return (false);
3700         }
3701         return (true);
3702 }
3703
3704 /*
3705  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3706  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3707  * to the size of the buffer.
3708  *
3709  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3710  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3711  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3712  *
3713  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3714  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3715  */
3716 static void
3717 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3718 {
3719         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3720         vm_page_t m;
3721         int i;
3722
3723         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3724                 return;
3725
3726         foff = bp->b_offset;
3727         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3728             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3729
3730         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3731         vfs_setdirty_range(bp);
3732         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3733                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3734                 eoff = noff;
3735                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3736                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3737                 m = bp->b_pages[i];
3738                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3739                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3740                 foff = noff;
3741         }
3742         vfs_busy_pages_release(bp);
3743 }
3744
3745 static void
3746 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3747 {
3748         vm_offset_t boffset;
3749         vm_offset_t eoffset;
3750         int i;
3751
3752         /*
3753          * test the pages to see if they have been modified directly
3754          * by users through the VM system.
3755          */
3756         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3757                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3758
3759         /*
3760          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3761          * (eoffset - boffset) bytes.
3762          */
3763
3764         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3765                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3766                         break;
3767         }
3768         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3769
3770         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3771                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3772                         break;
3773                 }
3774         }
3775         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3776
3777         /*
3778          * Fit it to the buffer.
3779          */
3780
3781         if (eoffset > bp->b_bcount)
3782                 eoffset = bp->b_bcount;
3783
3784         /*
3785          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3786          * dirty range.
3787          */
3788
3789         if (boffset < eoffset) {
3790                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3791                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3792                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3793                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3794         }
3795 }
3796
3797 /*
3798  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3799  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3800  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3801  */
3802 static void
3803 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3804 {
3805         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3806         off_t offset;
3807
3808         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3809             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3810         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3811             bp->b_data == unmapped_buf &&
3812             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3813         if (!need_mapping && !need_kva)
3814                 return;
3815
3816         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3817
3818         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3819                 /*
3820                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3821                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3822                  * allocated space.
3823                  */
3824                 goto has_addr;
3825         }
3826
3827         /*
3828          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3829          * if the buffer was mapped.
3830          */
3831         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3832         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3833         offset = blkno * bsize;
3834         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3835         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3836
3837         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3838                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3839                         /*
3840                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3841                          * succeed, not sure what else to do.
3842                          */
3843                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3844                 }
3845                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3846                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3847         }
3848 has_addr:
3849         if (need_mapping) {
3850                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3851                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3852                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3853                 bpmap_qenter(bp);
3854         }
3855 }
3856
3857 struct buf *
3858 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3859     int flags)
3860 {
3861         struct buf *bp;
3862         int error;
3863
3864         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3865         if (error != 0)
3866                 return (NULL);
3867         return (bp);
3868 }
3869
3870 /*
3871  *      getblkx:
3872  *
3873  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3874  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3875  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3876  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3877  *      READ.
3878  *
3879  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3880  *      an existing buffer.
3881  *
3882  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3883  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3884  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3885  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3886  *
3887  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3888  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3889  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3890  *      backing VM.
3891  *
3892  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3893  *      B_CACHE bit is clear.
3894  *
3895  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3896  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3897  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3898  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3899  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3900  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3901  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3902  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3903  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3904  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3905  *
3906  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3907  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3908  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3909  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3910  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3911  *      for blkno and dblkno.
3912  */
3913 int
3914 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3915     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3916 {
3917         struct buf *bp;
3918         struct bufobj *bo;
3919         daddr_t d_blkno;
3920         int bsize, error, maxsize, vmio;
3921         off_t offset;
3922
3923         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3924         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3925             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3926         if (vp->v_type != VCHR)
3927                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3928         if (size > maxbcachebuf)
3929                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3930                     maxbcachebuf);
3931         if (!unmapped_buf_allowed)
3932                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3933
3934         bo = &vp->v_bufobj;
3935         d_blkno = dblkno;
3936
3937         /* Attempt lockless lookup first. */
3938         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3939         if (bp == NULL) {
3940                 /*
3941                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3942                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3943                  */
3944                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3945                         goto loop;
3946                 goto newbuf_unlocked;
3947         }
3948
3949         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3950             0);
3951         if (error != 0)
3952                 goto loop;
3953
3954         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3955         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3956                 goto foundbuf_fastpath;
3957
3958         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3959         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3960
3961 loop:
3962         BO_RLOCK(bo);
3963         bp = gbincore(bo, blkno);
3964         if (bp != NULL) {
3965                 int lockflags;
3966
3967                 /*
3968                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3969                  * it must be on a queue.
3970                  */
3971                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3972                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3973
3974                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3975                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3976
3977                 /*
3978                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3979                  * the buffer changed identities.
3980                  */
3981                 if (error == ENOLCK)
3982                         goto loop;
3983                 /* We timed out or were interrupted. */
3984                 else if (error != 0)
3985                         return (error);
3986
3987 foundbuf_fastpath:
3988                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3989                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3990                         goto end;
3991
3992                 /*
3993                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3994                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3995                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3996                  * backing VM cache.
3997                  */
3998                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3999                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4000                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4001                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4002                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4003                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4004                 else
4005                         bremfree(bp);
4006
4007                 /*
4008                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4009                  */
4010                 if (bp->b_bcount != size) {
4011                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4012                             (size > bp->b_kvasize)) {
4013                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4014                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4015                                         bwrite(bp);
4016                                 } else {
4017                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4018                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4019                                                 brelse(bp);
4020                                         } else {
4021                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4022                                                 bwrite(bp);
4023                                         }
4024                                 }
4025                                 goto loop;
4026                         }
4027                 }
4028
4029                 /*
4030                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4031                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4032                  * reservation is requested.
4033                  */
4034                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4035
4036                 /*
4037                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4038                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4039                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4040                  * unchanged from its previous state.
4041                  */
4042                 allocbuf(bp, size);
4043
4044                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4045                     ("getblk: no buffer offset"));
4046
4047                 /*
4048                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4049                  * be committed before we can return the buffer in
4050                  * order to prevent the caller from issuing a read
4051                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4052                  * it.
4053                  *
4054                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4055                  * operate properly either because they assume they
4056                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4057                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4058                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4059                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4060                  * preventing further loops.
4061                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4062                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4063                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4064                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4065                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4066                  * after the write.
4067                  *
4068                  * We might be able to do something fancy, like setting
4069                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4070                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4071                  * confusing.  This is much easier.
4072                  */
4073
4074                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4075                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4076                         bwrite(bp);
4077                         goto loop;
4078                 }
4079                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4080         } else {
4081                 /*
4082                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4083                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4084                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4085                  */
4086                 BO_RUNLOCK(bo);
4087 newbuf_unlocked:
4088                 /*
4089                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4090                  * here.
4091                  */
4092                 if (flags & GB_NOCREAT)
4093                         return (EEXIST);
4094
4095                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4096                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4097                 offset = blkno * bsize;
4098                 vmio = vp->v_object != NULL;
4099                 if (vmio) {
4100                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4101                 } else {
4102                         maxsize = size;
4103                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4104                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4105                 }
4106                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4107                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4108                     !vn_isdisk(vp)) {
4109                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4110                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4111                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4112                             vp));
4113                         if (error != 0)
4114                                 return (error);
4115                         if (d_blkno == -1)
4116                                 return (EJUSTRETURN);
4117                 }
4118
4119                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4120                 if (bp == NULL) {
4121                         if (slpflag || slptimeo)
4122                                 return (ETIMEDOUT);
4123                         /*
4124                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4125                          * enough to work under very low memory conditions.
4126                          *
4127                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4128                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4129                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4130                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4131                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4132                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4133                          * This never happens because we never yield.
4134                          *
4135                          * The real solution is to identify and fix these cases
4136                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4137                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4138                          */
4139                         kern_yield(PRI_USER);
4140                         goto loop;
4141                 }
4142
4143                 /*
4144                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4145                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4146                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4147                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4148                  * throw away the one we just created.
4149                  *
4150                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4151                  * with the vp especially considering limitations in
4152                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4153                  * lblkno's.
4154                  */
4155                 BO_LOCK(bo);
4156                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4157                         BO_UNLOCK(bo);
4158                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4159                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4160                         brelse(bp);
4161                         goto loop;
4162                 }
4163
4164                 /*
4165                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4166                  * be found by incore.
4167                  */
4168                 bp->b_lblkno = blkno;
4169                 bp->b_blkno = d_blkno;
4170                 bp->b_offset = offset;
4171                 bgetvp(vp, bp);
4172                 BO_UNLOCK(bo);
4173
4174                 /*
4175                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4176                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4177                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4178                  * backing store for validity.
4179                  */
4180
4181                 if (vmio) {
4182                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4183                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4184                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4185                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4186                 } else {
4187                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4188                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4189                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4190                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4191                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4192                 }
4193
4194                 allocbuf(bp, size);
4195                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4196                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4197         }
4198         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4199 end:
4200         buf_track(bp, __func__);
4201         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4202             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4203         *bpp = bp;
4204         return (0);
4205 }
4206
4207 /*
4208  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4209  * set to B_INVAL.
4210  */
4211 struct buf *
4212 geteblk(int size, int flags)
4213 {
4214         struct buf *bp;
4215         int maxsize;
4216
4217         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4218         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4219                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4220                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4221                         return (NULL);
4222         }
4223         allocbuf(bp, size);
4224         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4225         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4226         return (bp);
4227 }
4228
4229 /*
4230  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4231  */
4232 static void
4233 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4234 {
4235
4236         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4237                 /*
4238                  * malloced buffers are not shrunk
4239                  */
4240                 if (newbsize == 0) {
4241                         bufmallocadjust(bp, 0);
4242                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4243                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4244                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4245                 }
4246                 return;
4247         }
4248         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4249         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4250 }
4251
4252 /*
4253  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4254  */
4255 static void
4256 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4257 {
4258         caddr_t origbuf;
4259         int origbufsize;
4260
4261         /*
4262          * We only use malloced memory on the first allocation.
4263          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4264          * grows.
4265          *
4266          * There is a potential smp race here that could lead
4267          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4268          * is probably extremely rare and not worth worrying
4269          * over.
4270          */
4271         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4272             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4273                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4274                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4275                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4276                 return;
4277         }
4278
4279         /*
4280          * If the buffer is growing on its other-than-first
4281          * allocation then we revert to the page-allocation
4282          * scheme.
4283          */
4284         origbuf = NULL;
4285         origbufsize = 0;
4286         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4287                 origbuf = bp->b_data;
4288                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4289                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4290                 bufmallocadjust(bp, 0);
4291                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4292                 newbsize = round_page(newbsize);
4293         }
4294         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4295             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4296         if (origbuf != NULL) {
4297                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4298                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4299         }
4300         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4301 }
4302
4303 /*
4304  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4305  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4306  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4307  * resize a buffer up or down.
4308  *
4309  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4310  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4311  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4312  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4313  *
4314  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4315  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4316  */
4317 int
4318 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4319 {
4320         int newbsize;
4321
4322         if (bp->b_bcount == size)
4323                 return (1);
4324
4325         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4326                 panic("allocbuf: buffer too small");
4327
4328         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4329         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4330                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4331                         newbsize = round_page(newbsize);
4332                 /*
4333                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4334                  * mess with B_CACHE.
4335                  */
4336                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4337                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4338                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4339                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4340         } else {
4341                 int desiredpages;
4342
4343                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4344                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4345
4346                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4347                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4348                 /*
4349                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4350                  * 0-length.
4351                  */
4352                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4353                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4354
4355                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4356                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4357                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4358                 else if (size > bp->b_bcount)
4359                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4360                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4361         }
4362         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4363         return (1);
4364 }
4365
4366 extern int inflight_transient_maps;
4367
4368 static struct bio_queue nondump_bios;
4369
4370 void
4371 biodone(struct bio *bp)
4372 {
4373         struct mtx *mtxp;
4374         void (*done)(struct bio *);
4375         vm_offset_t start, end;
4376
4377         biotrack(bp, __func__);
4378
4379         /*
4380          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4381          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4382          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4383          * to keep the system usable after it has been resumed.
4384          */
4385         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4386                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4387                 return;
4388         }
4389         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4390                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4391                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4392                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4393                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4394                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4395                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4396                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4397                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4398         }
4399         done = bp->bio_done;
4400         /*
4401          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4402          * used as a bio_done routine.
4403          */
4404         if (done == NULL || done == biodone) {
4405                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4406                 mtx_lock(mtxp);
4407                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4408                 wakeup(bp);
4409                 mtx_unlock(mtxp);
4410         } else
4411                 done(bp);
4412 }
4413
4414 /*
4415  * Wait for a BIO to finish.
4416  */
4417 int
4418 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4419 {
4420         struct mtx *mtxp;
4421
4422         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4423         mtx_lock(mtxp);
4424         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4425                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4426         mtx_unlock(mtxp);
4427         if (bp->bio_error != 0)
4428                 return (bp->bio_error);
4429         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4430                 return (0);
4431         return (EIO);
4432 }
4433
4434 void
4435 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4436 {
4437
4438         if (error) {
4439                 bp->bio_error = error;
4440                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4441         }
4442         if (stat != NULL)
4443                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4444         biodone(bp);
4445 }
4446
4447 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4448 void
4449 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4450 {
4451
4452         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4453 }
4454 #endif
4455
4456 /*
4457  *      bufwait:
4458  *
4459  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4460  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4461  *      error and cleared.
4462  */
4463 int
4464 bufwait(struct buf *bp)
4465 {
4466         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4467                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4468         else
4469                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4470         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4471                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4472                 return (EINTR);
4473         }
4474         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4475                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4476         } else {
4477                 return (0);
4478         }
4479 }
4480
4481 /*
4482  *      bufdone:
4483  *
4484  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4485  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4486  *      not allowed.
4487  *
4488  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4489  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4490  *      assuming B_INVAL is clear.
4491  *
4492  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4493  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4494  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4495  *
4496  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4497  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4498  *      in the biodone routine.
4499  */
4500 void
4501 bufdone(struct buf *bp)
4502 {
4503         struct bufobj *dropobj;
4504         void    (*biodone)(struct buf *);
4505
4506         buf_track(bp, __func__);
4507         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4508         dropobj = NULL;
4509
4510         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4511
4512         runningbufwakeup(bp);
4513         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4514                 dropobj = bp->b_bufobj;
4515         /* call optional completion function if requested */
4516         if (bp->b_iodone != NULL) {
4517                 biodone = bp->b_iodone;
4518                 bp->b_iodone = NULL;
4519                 (*biodone) (bp);
4520                 if (dropobj)
4521                         bufobj_wdrop(dropobj);
4522                 return;
4523         }
4524         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4525                 /*
4526                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4527                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4528                  * routines.
4529                  */
4530                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4531                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4532                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4533                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4534                 vfs_vmio_iodone(bp);
4535         }
4536         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4537                 buf_complete(bp);
4538         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4539                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4540                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4541                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4542                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4543         }
4544         /*
4545          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4546          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4547          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4548          */
4549         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4550                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4551                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4552                         brelse(bp);
4553                 else
4554                         bqrelse(bp);
4555         } else
4556                 bdone(bp);
4557         if (dropobj)
4558                 bufobj_wdrop(dropobj);
4559 }
4560
4561 /*
4562  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4563  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4564  * consistent.
4565  */
4566 void
4567 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4568 {
4569         int i;
4570         vm_object_t obj;
4571         vm_page_t m;
4572
4573         runningbufwakeup(bp);
4574         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4575                 return;
4576
4577         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4578         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4579                 m = bp->b_pages[i];
4580                 if (m == bogus_page) {
4581                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4582                         if (!m)
4583                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4584                         bp->b_pages[i] = m;
4585                         if (buf_mapped(bp)) {
4586                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4587                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4588                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4589                         } else
4590                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4591                 }
4592                 vm_page_sunbusy(m);
4593         }
4594         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4595 }
4596
4597 /*
4598  * vfs_page_set_valid:
4599  *
4600  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4601  *      range is restricted to the buffer's size.
4602  *
4603  *      This routine is typically called after a read completes.
4604  */
4605 static void
4606 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4607 {
4608         vm_ooffset_t eoff;
4609
4610         /*
4611          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4612          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4613          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4614          * allocation size of the buffer.
4615          */
4616         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4617         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4618                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4619
4620         /*
4621          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4622          * entire page.
4623          */
4624         if (eoff > off)
4625                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4626 }
4627
4628 /*
4629  * vfs_page_set_validclean:
4630  *
4631  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4632  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4633  */
4634 static void
4635 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4636 {
4637         vm_ooffset_t soff, eoff;
4638
4639         /*
4640          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4641          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4642          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4643          * of the buffer.
4644          */
4645         soff = off;
4646         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4647         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4648                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4649
4650         /*
4651          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4652          * entire page.
4653          */
4654         if (eoff > soff) {
4655                 vm_page_set_validclean(
4656                     m,
4657                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4658                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4659                 );
4660         }
4661 }
4662
4663 /*
4664  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4665  */
4666 void
4667 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4668 {
4669         int i;
4670
4671         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4672                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4673 }
4674
4675 void
4676 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4677 {
4678         int i;
4679
4680         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4681                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4682 }
4683
4684 /*
4685  * This routine is called before a device strategy routine.
4686  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4687  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4688  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4689  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4690  * inconsistent.
4691  *
4692  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4693  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4694  * and should be ignored.
4695  */
4696 void
4697 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4698 {
4699         vm_object_t obj;
4700         vm_ooffset_t foff;
4701         vm_page_t m;
4702         int i;
4703         bool bogus;
4704
4705         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4706                 return;
4707
4708         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4709         foff = bp->b_offset;
4710         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4711             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4712         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4713                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4714                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4715         }
4716         if (bp->b_bufsize != 0)
4717                 vfs_setdirty_range(bp);
4718         bogus = false;
4719         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4720                 m = bp->b_pages[i];
4721                 vm_page_assert_sbusied(m);
4722
4723                 /*
4724                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4725                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4726                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4727                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4728                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4729                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4730                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4731                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4732                  * first place ).  The replacement prevents the read
4733                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4734                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4735                  * It may not work properly with small-block devices.
4736                  * We need to find a better way.
4737                  */
4738                 if (clear_modify) {
4739                         pmap_remove_write(m);
4740                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4741                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4742                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4743                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4744                         bogus = true;
4745                 }
4746                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4747         }
4748         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4749                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4750                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4751                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4752         }
4753 }
4754
4755 /*
4756  *      vfs_bio_set_valid:
4757  *
4758  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4759  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4760  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4761  *      page.
4762  */
4763 void
4764 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4765 {
4766         int i, n;
4767         vm_page_t m;
4768
4769         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4770                 return;
4771
4772         /*
4773          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4774          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4775          * first page that can be validated.
4776          */
4777         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4778         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4779
4780         /*
4781          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4782          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4783          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4784          * other page validation.
4785          */
4786         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4787         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4788                 m = bp->b_pages[i];
4789                 if (n > size)
4790                         n = size;
4791                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4792                 base += n;
4793                 size -= n;
4794                 n = PAGE_SIZE;
4795         }
4796         vfs_busy_pages_release(bp);
4797 }
4798
4799 /*
4800  *      vfs_bio_clrbuf:
4801  *
4802  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4803  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4804  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4805  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4806  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4807  *
4808  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4809  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4810  */
4811 void
4812 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4813 {
4814         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4815
4816         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4817                 clrbuf(bp);
4818                 return;
4819         }
4820         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4821         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4822         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4823         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4824         slide = 0;
4825         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4826                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4827                 ea = slide & PAGE_MASK;
4828                 if (ea == 0)
4829                         ea = PAGE_SIZE;
4830                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4831                         continue;
4832                 j = sa / DEV_BSIZE;
4833                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4834                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4835                         continue;
4836                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4837                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4838                 else {
4839                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4840                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4841                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4842                                             sa, DEV_BSIZE);
4843                                 }
4844                         }
4845                 }
4846                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4847                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4848         }
4849         vfs_busy_pages_release(bp);
4850         bp->b_resid = 0;
4851 }
4852
4853 void
4854 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4855 {
4856         vm_page_t m;
4857         int i, n;
4858
4859         if (buf_mapped(bp)) {
4860                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4861                 bzero(bp->b_data + base, size);
4862         } else {
4863                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4864                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4865                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4866                         m = bp->b_pages[i];
4867                         if (n > size)
4868                                 n = size;
4869                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4870                         base += n;
4871                         size -= n;
4872                         n = PAGE_SIZE;
4873                 }
4874         }
4875 }
4876
4877 /*
4878  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4879  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4880  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4881  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4882  */
4883 static void
4884 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4885 {
4886
4887         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4888             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4889
4890         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4891                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4892         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4893                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4894         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4895                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4896                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4897                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4898                 if (release)
4899                         brelse(bp);
4900         } else if (release)
4901                 bqrelse(bp);
4902 }
4903
4904 void
4905 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4906 {
4907
4908         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4909 }
4910
4911 void
4912 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4913 {
4914
4915         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4916 }
4917
4918 /*
4919  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4920  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4921  * not associated with a file object.
4922  */
4923 static void
4924 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4925 {
4926         vm_offset_t pg;
4927         vm_page_t p;
4928         int index;
4929
4930         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4931
4932         to = round_page(to);
4933         from = round_page(from);
4934         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4935         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4936         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4937             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4938             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4939
4940         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4941                 /*
4942                  * note: must allocate system pages since blocking here
4943                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4944                  * process we are.
4945                  */
4946                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4947                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4948                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4949                 bp->b_pages[index] = p;
4950         }
4951         bp->b_npages = index;
4952 }
4953
4954 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4955 static void
4956 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4957 {
4958         vm_offset_t from;
4959         vm_page_t p;
4960         int index, newnpages;
4961
4962         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4963
4964         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4965         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4966         if (bp->b_npages > newnpages)
4967                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4968         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4969                 p = bp->b_pages[index];
4970                 bp->b_pages[index] = NULL;
4971                 vm_page_unwire_noq(p);
4972                 vm_page_free(p);
4973         }
4974         bp->b_npages = newnpages;
4975 }
4976
4977 /*
4978  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4979  *
4980  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4981  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4982  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4983  *
4984  * Note that even if the caller determines that the address space should
4985  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4986  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4987  * check the return value.
4988  *
4989  * This function only works with pager buffers.
4990  */
4991 int
4992 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
4993 {
4994         vm_prot_t prot;
4995         int pidx;
4996
4997         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
4998         prot = VM_PROT_READ;
4999         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5000                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5001         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5002             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5003         if (pidx < 0)
5004                 return (-1);
5005         bp->b_bufsize = len;
5006         bp->b_npages = pidx;
5007         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5008         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5009                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5010                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5011         } else
5012                 bp->b_data = unmapped_buf;
5013         return (0);
5014 }
5015
5016 /*
5017  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5018  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5019  *
5020  * This function only works with pager buffers.
5021  */
5022 void
5023 vunmapbuf(struct buf *bp)
5024 {
5025         int npages;
5026
5027         npages = bp->b_npages;
5028         if (buf_mapped(bp))
5029                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5030         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5031
5032         bp->b_data = unmapped_buf;
5033 }
5034
5035 void
5036 bdone(struct buf *bp)
5037 {
5038         struct mtx *mtxp;
5039
5040         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5041         mtx_lock(mtxp);
5042         bp->b_flags |= B_DONE;
5043         wakeup(bp);
5044         mtx_unlock(mtxp);
5045 }
5046
5047 void
5048 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5049 {
5050         struct mtx *mtxp;
5051
5052         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5053         mtx_lock(mtxp);
5054         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5055                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5056         mtx_unlock(mtxp);
5057 }
5058
5059 int
5060 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5061 {
5062
5063         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5064 }
5065
5066 void
5067 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5068 {
5069         int i __unused;
5070         struct vnode *vp;
5071
5072         vp = bp->b_vp;
5073         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5074         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5075             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5076         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5077         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5078 }
5079
5080 /*
5081  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5082  */
5083 void
5084 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5085 {
5086         static volatile int bufobj_cleanq;
5087
5088         bo->bo_domain =
5089             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5090         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5091         bo->bo_private = private;
5092         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5093         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5094 }
5095
5096 void
5097 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5098 {
5099
5100         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5101         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5102         bo->bo_numoutput++;
5103 }
5104
5105 void
5106 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5107 {
5108
5109         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5110         BO_LOCK(bo);
5111         bo->bo_numoutput++;
5112         BO_UNLOCK(bo);
5113 }
5114
5115 void
5116 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5117 {
5118
5119         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5120         BO_LOCK(bo);
5121         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5122         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5123                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5124                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5125         }
5126         BO_UNLOCK(bo);
5127 }
5128
5129 int
5130 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5131 {
5132         int error;
5133
5134         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5135         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5136         error = 0;
5137         while (bo->bo_numoutput) {
5138                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5139                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5140                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5141                 if (error)
5142                         break;
5143         }
5144         return (error);
5145 }
5146
5147 /*
5148  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5149  */
5150 void
5151 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5152 {
5153
5154         if (!buf_mapped(bp)) {
5155                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5156                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5157                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5158                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5159                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5160                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5161                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5162                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5163                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5164                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5165         } else {
5166                 bip->bio_data = bp->b_data;
5167                 bip->bio_ma = NULL;
5168         }
5169 }
5170
5171 /*
5172  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5173  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5174  * to data corruption.
5175  *
5176  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5177  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5178  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5179  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5180  *
5181  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5182  * earlier chips, it should be flipped back off.
5183  */
5184 #ifdef  __mips__
5185 static int buf_pager_relbuf = 1;
5186 #else
5187 static int buf_pager_relbuf = 0;
5188 #endif
5189 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5190     &buf_pager_relbuf, 0,
5191     "Make buffer pager release buffers after reading");
5192
5193 /*
5194  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5195  *
5196  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5197  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5198  * device block size is greater than the machine page size.  The
5199  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5200  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5201  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5202  * pages.
5203  *
5204  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5205  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5206  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5207  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5208  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5209  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5210  */
5211 int
5212 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5213     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5214     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5215 {
5216         vm_page_t m;
5217         vm_object_t object;
5218         struct buf *bp;
5219         struct mount *mp;
5220         daddr_t lbn, lbnp;
5221         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5222         long bo_bs, bsize;
5223         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5224         bool redo, lpart;
5225
5226         object = vp->v_object;
5227         mp = vp->v_mount;
5228         error = 0;
5229         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5230         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5231                 return (VM_PAGER_BAD);
5232
5233         /*
5234          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5235          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5236          * and the start of the potential read-ahead region.
5237          */
5238         la += PAGE_SIZE;
5239         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5240         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5241             &bo_bs);
5242         if (error != 0)
5243                 return (VM_PAGER_ERROR);
5244
5245         /*
5246          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5247          */
5248         pgsin = count;
5249         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5250         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5251         pgsin += pgsin_b;
5252         if (rbehind != NULL)
5253                 *rbehind = pgsin_b;
5254         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5255         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5256                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5257                     PAGE_SIZE) - la);
5258         pgsin += pgsin_a;
5259         if (rahead != NULL)
5260                 *rahead = pgsin_a;
5261         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5262         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5263
5264         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5265             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5266 again:
5267         for (i = 0; i < count; i++) {
5268                 if (ma[i] != bogus_page)
5269                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5270         }
5271
5272         lbnp = -1;
5273         for (i = 0; i < count; i++) {
5274                 m = ma[i];
5275                 if (m == bogus_page)
5276                         continue;
5277
5278                 /*
5279                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5280                  * owned, which together allow for the pages'
5281                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5282                  * useless creation of the buffer for the most typical
5283                  * case when invalidation is not used in redo or for
5284                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5285                  * the end of the function catches the race in a
5286                  * reliable way (protected by the object lock).
5287                  */
5288                 if (vm_page_all_valid(m))
5289                         continue;
5290
5291                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5292                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5293                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5294                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5295                         if (lbn == lbnp)
5296                                 goto next_page;
5297                         lbnp = lbn;
5298
5299                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5300                         if (error == 0)
5301                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5302                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5303                         if (error != 0)
5304                                 goto end_pages;
5305                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5306                                 crfree(bp->b_rcred);
5307                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5308                         }
5309                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5310                                 /*
5311                                  * Invalidation clears m->valid, but
5312                                  * may leave B_CACHE flag if the
5313                                  * buffer existed at the invalidation
5314                                  * time.  In this case, recycle the
5315                                  * buffer to do real read on next
5316                                  * bread() after redo.
5317                                  *
5318                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5319                                  * necessary, enable to reduce buf
5320                                  * cache pressure.
5321                                  */
5322                                 if (buf_pager_relbuf ||
5323                                     !vm_page_all_valid(m))
5324                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5325
5326                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5327                                 brelse(bp);
5328                         } else {
5329                                 bqrelse(bp);
5330                         }
5331                 }
5332                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5333                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5334                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5335                 if (i == count - 1 && lpart) {
5336                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5337                             !vm_page_all_valid(m))
5338                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5339                 }
5340 next_page:;
5341         }
5342 end_pages:
5343
5344         redo = false;
5345         for (i = 0; i < count; i++) {
5346                 if (ma[i] == bogus_page)
5347                         continue;
5348                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5349                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5350                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5351                             VM_ALLOC_NORMAL);
5352                 }
5353
5354                 /*
5355                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5356                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5357                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5358                  * relinguish, they could have been invalidated.
5359                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5360                  *
5361                  * Note that the last page is made fully valid in the
5362                  * read loop, and partial validity for the page at
5363                  * index count - 1 could mean that the page was
5364                  * invalidated or removed, so we must restart for
5365                  * safety as well.
5366                  */
5367                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5368                         redo = true;
5369         }
5370         if (redo && error == 0)
5371                 goto again;
5372         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5373 }
5374
5375 #include "opt_ddb.h"
5376 #ifdef DDB
5377 #include <ddb/ddb.h>
5378
5379 /* DDB command to show buffer data */
5380 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5381 {
5382         /* get args */
5383         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5384 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5385         uint32_t i, j;
5386 #endif
5387
5388         if (!have_addr) {
5389                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5390                 return;
5391         }
5392
5393         db_printf("buf at %p\n", bp);
5394         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5395             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5396             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5397         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5398             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5399             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5400         db_printf(
5401             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5402             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5403             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5404             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5405             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5406             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5407         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5408             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5409         if (bp->b_npages) {
5410                 int i;
5411                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5412                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5413                         vm_page_t m;
5414                         m = bp->b_pages[i];
5415                         if (m != NULL)
5416                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5417                                     (u_long)m->pindex,
5418                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5419                         else
5420                                 db_printf("( ??? )");
5421                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5422                                 db_printf(",");
5423                 }
5424                 db_printf("\n");
5425         }
5426         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5427 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5428         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5429
5430         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5431         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5432                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5433                         continue;
5434                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5435                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5436         }
5437 #elif defined(BUF_TRACKING)
5438         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5439 #endif
5440         db_printf(" ");
5441 }
5442
5443 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5444 {
5445         struct bufdomain *bd;
5446         struct buf *bp;
5447         long total;
5448         int i, j, cnt;
5449
5450         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5451
5452         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5453                 bd = &bdomain[i];
5454                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5455                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5456                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5457                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5458                 db_printf("\n");
5459                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5460                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5461                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5462                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5463                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5464                 db_printf("\n");
5465                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5466                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5467                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5468                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5469                 db_printf("\n");
5470                 total = 0;
5471                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5472                         total += bp->b_bufsize;
5473                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5474                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5475                 total = 0;
5476                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5477                         total += bp->b_bufsize;
5478                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5479                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5480                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5481                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5482                 db_printf("\tCPU ");
5483                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5484                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5485                 db_printf("\n");
5486                 cnt = 0;
5487                 total = 0;
5488                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5489                         bp = nbufp(j);
5490                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5491                                 cnt++;
5492                                 total += bp->b_bufsize;
5493                         }
5494                 }
5495                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5496                 cnt = 0;
5497                 total = 0;
5498                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5499                         bp = nbufp(j);
5500                         if (bp->b_domain == i) {
5501                                 cnt++;
5502                                 total += bp->b_bufsize;
5503                         }
5504                 }
5505                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5506         }
5507 }
5508
5509 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5510 {
5511         struct buf *bp;
5512         int i;
5513
5514         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5515                 bp = nbufp(i);
5516                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5517                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5518                         db_printf("\n");
5519                         if (db_pager_quit)
5520                                 break;
5521                 }
5522         }
5523 }
5524
5525 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5526 {
5527         struct vnode *vp;
5528         struct buf *bp;
5529
5530         if (!have_addr) {
5531                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5532                 return;
5533         }
5534         vp = (struct vnode *)addr;
5535         db_printf("Clean buffers:\n");
5536         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5537                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5538                 db_printf("\n");
5539         }
5540         db_printf("Dirty buffers:\n");
5541         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5542                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5543                 db_printf("\n");
5544         }
5545 }
5546
5547 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5548 {
5549         struct buf *bp;
5550         int i, used = 0, nfree = 0;
5551
5552         if (have_addr) {
5553                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5554                 return;
5555         }
5556
5557         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5558                 bp = nbufp(i);
5559                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5560                         nfree++;
5561                 else
5562                         used++;
5563         }
5564
5565         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5566             nfree + used);
5567         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5568 }
5569 #endif /* DDB */