]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Merge llvm-project release/13.x llvmorg-13.0.0-rc2-43-gf56129fe78d5
[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         } else {
1456                 if (!first_buf_printf)
1457                         printf("Final sync complete\n");
1458                 /*
1459                  * Unmount filesystems
1460                  */
1461                 if (!KERNEL_PANICKED())
1462                         vfs_unmountall();
1463         }
1464         swapoff_all();
1465         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1466 }
1467
1468 static void
1469 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1470 {
1471
1472         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1473
1474         /*
1475          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1476          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1477          */
1478         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1479         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1480         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1481             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1482 }
1483
1484 static inline struct bufdomain *
1485 bufdomain(struct buf *bp)
1486 {
1487
1488         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1489 }
1490
1491 static struct bufqueue *
1492 bufqueue(struct buf *bp)
1493 {
1494
1495         switch (bp->b_qindex) {
1496         case QUEUE_NONE:
1497                 /* FALLTHROUGH */
1498         case QUEUE_SENTINEL:
1499                 return (NULL);
1500         case QUEUE_EMPTY:
1501                 return (&bqempty);
1502         case QUEUE_DIRTY:
1503                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1504         case QUEUE_CLEAN:
1505                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1506         default:
1507                 break;
1508         }
1509         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1510 }
1511
1512 /*
1513  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1514  */
1515 static struct bufqueue *
1516 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1517 {
1518         struct bufqueue *bq, *nbq;
1519
1520         /*
1521          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1522          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1523          * if the queues don't match.
1524          */
1525         bq = bufqueue(bp);
1526         BQ_LOCK(bq);
1527         for (;;) {
1528                 nbq = bufqueue(bp);
1529                 if (bq == nbq)
1530                         break;
1531                 BQ_UNLOCK(bq);
1532                 BQ_LOCK(nbq);
1533                 bq = nbq;
1534         }
1535         return (bq);
1536 }
1537
1538 /*
1539  *      binsfree:
1540  *
1541  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1542  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1543  */
1544 static void
1545 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1546 {
1547         struct bufdomain *bd;
1548         struct bufqueue *bq;
1549
1550         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1551             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1552         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1553
1554         /*
1555          * Handle delayed bremfree() processing.
1556          */
1557         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1558                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1559                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1560                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1561                         BUF_UNLOCK(bp);
1562                         return;
1563                 }
1564                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1565                 bq_remove(bq, bp);
1566                 BQ_UNLOCK(bq);
1567         }
1568         bd = bufdomain(bp);
1569         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1570                 if (bd->bd_lim != 0)
1571                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1572                 else
1573                         bq = bd->bd_cleanq;
1574         } else
1575                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1576         bq_insert(bq, bp, true);
1577 }
1578
1579 /*
1580  * buf_free:
1581  *
1582  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1583  */
1584 static void
1585 buf_free(struct buf *bp)
1586 {
1587
1588         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1589                 bremfreef(bp);
1590         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1591                 panic("losing buffer 1");
1592         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1593                 crfree(bp->b_rcred);
1594                 bp->b_rcred = NOCRED;
1595         }
1596         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1597                 crfree(bp->b_wcred);
1598                 bp->b_wcred = NOCRED;
1599         }
1600         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1601                 buf_deallocate(bp);
1602         bufkva_free(bp);
1603         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1604         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1605         BUF_UNLOCK(bp);
1606         uma_zfree(buf_zone, bp);
1607 }
1608
1609 /*
1610  * buf_import:
1611  *
1612  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1613  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1614  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1615  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1616  */
1617 static int
1618 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1619 {
1620         struct buf *bp;
1621         int i;
1622
1623         BQ_LOCK(&bqempty);
1624         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1625                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1626                 if (bp == NULL)
1627                         break;
1628                 bq_remove(&bqempty, bp);
1629                 store[i] = bp;
1630         }
1631         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1632
1633         return (i);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * buf_release:
1638  *
1639  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1640  */
1641 static void
1642 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1643 {
1644         struct bufqueue *bq;
1645         struct buf *bp;
1646         int i;
1647
1648         bq = &bqempty;
1649         BQ_LOCK(bq);
1650         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1651                 bp = store[i];
1652                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1653                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1654                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1655                 bq->bq_len++;
1656                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1657         }
1658         BQ_UNLOCK(bq);
1659 }
1660
1661 /*
1662  * buf_alloc:
1663  *
1664  *      Allocate an empty buffer header.
1665  */
1666 static struct buf *
1667 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1668 {
1669         struct buf *bp;
1670         int freebufs, error;
1671
1672         /*
1673          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1674          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1675          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1676          */
1677         bp = NULL;
1678         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1679         if (freebufs > 0)
1680                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1681         if (bp == NULL) {
1682                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1683                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1684                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1685                 return (NULL);
1686         }
1687         /*
1688          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1689          */
1690         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1691                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1692
1693         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1694         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1695             error));
1696         (void)error;
1697
1698         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1699             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1700         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1701             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1702         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1703             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1704         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1705             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1706         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1707         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1708         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1709
1710         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1711         bp->b_flags = 0;
1712         bp->b_ioflags = 0;
1713         bp->b_xflags = 0;
1714         bp->b_vflags = 0;
1715         bp->b_vp = NULL;
1716         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1717         bp->b_offset = NOOFFSET;
1718         bp->b_iodone = 0;
1719         bp->b_error = 0;
1720         bp->b_resid = 0;
1721         bp->b_bcount = 0;
1722         bp->b_npages = 0;
1723         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1724         bp->b_bufobj = NULL;
1725         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1726         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1727         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1728         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1729         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1730
1731         return (bp);
1732 }
1733
1734 /*
1735  *      buf_recycle:
1736  *
1737  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1738  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1739  *      defragmenting.
1740  */
1741 static int
1742 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1743 {
1744         struct bufqueue *bq;
1745         struct buf *bp, *nbp;
1746
1747         if (kva)
1748                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1749         nbp = NULL;
1750         bq = bd->bd_cleanq;
1751         BQ_LOCK(bq);
1752         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1753             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1754         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1755
1756         /*
1757          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1758          * depending.
1759          */
1760         while ((bp = nbp) != NULL) {
1761                 /*
1762                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1763                  * release the bqlock).
1764                  */
1765                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1766
1767                 /*
1768                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1769                  * some kva to reclaim.
1770                  */
1771                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1772                         continue;
1773
1774                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1775                         continue;
1776
1777                 /*
1778                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1779                  * accessed buffers.
1780                  */
1781                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1782                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1783                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1784                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1785                         BUF_UNLOCK(bp);
1786                         continue;
1787                 }
1788
1789                 /*
1790                  * Skip buffers with background writes in progress.
1791                  */
1792                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1793                         BUF_UNLOCK(bp);
1794                         continue;
1795                 }
1796
1797                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1798                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1799                     bp->b_qindex, bp));
1800                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1801                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1802                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1803                 /*
1804                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1805                  * the scan from this point on.
1806                  */
1807                 bq_remove(bq, bp);
1808                 BQ_UNLOCK(bq);
1809
1810                 /*
1811                  * Requeue the background write buffer with error and
1812                  * restart the scan.
1813                  */
1814                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1815                         bqrelse(bp);
1816                         BQ_LOCK(bq);
1817                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1818                         continue;
1819                 }
1820                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1821                 brelse(bp);
1822                 return (0);
1823         }
1824         bd->bd_wanted = 1;
1825         BQ_UNLOCK(bq);
1826
1827         return (ENOBUFS);
1828 }
1829
1830 /*
1831  *      bremfree:
1832  *
1833  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1834  *
1835  */
1836 void
1837 bremfree(struct buf *bp)
1838 {
1839
1840         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1841         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1842             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1843         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1844             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1845         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1846
1847         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1848 }
1849
1850 /*
1851  *      bremfreef:
1852  *
1853  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1854  *      it abuses the b_freelist pointer.
1855  */
1856 void
1857 bremfreef(struct buf *bp)
1858 {
1859         struct bufqueue *bq;
1860
1861         bq = bufqueue_acquire(bp);
1862         bq_remove(bq, bp);
1863         BQ_UNLOCK(bq);
1864 }
1865
1866 static void
1867 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1868 {
1869
1870         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1871         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1872         bq->bq_len = 0;
1873         bq->bq_index = qindex;
1874         bq->bq_subqueue = subqueue;
1875 }
1876
1877 static void
1878 bd_init(struct bufdomain *bd)
1879 {
1880         int i;
1881
1882         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1883         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1884         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1885         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1886                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1887                     "bufq clean subqueue lock");
1888         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1889 }
1890
1891 /*
1892  *      bq_remove:
1893  *
1894  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1895  *      correct qlock held.
1896  */
1897 static void
1898 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1899 {
1900
1901         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1902             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1903         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1904             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1905         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1906             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1907
1908         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1909         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1910                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1911         }
1912         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1913             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1914         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1915         bq->bq_len--;
1916         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1917         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1918 }
1919
1920 static void
1921 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1922 {
1923         struct buf *bp;
1924
1925         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1926         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1927                 BD_LOCK(bd);
1928                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1929                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1930                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1931                             b_freelist);
1932                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1933                 }
1934                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1935                 bq->bq_len = 0;
1936         }
1937         if (bd->bd_wanted) {
1938                 bd->bd_wanted = 0;
1939                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1940         }
1941         if (bq != bd->bd_cleanq)
1942                 BD_UNLOCK(bd);
1943 }
1944
1945 static int
1946 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1947 {
1948         struct bufqueue *bq;
1949         int flushed;
1950         int i;
1951
1952         if (bd->bd_lim == 0)
1953                 return (0);
1954         flushed = 0;
1955         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1956                 bq = &bd->bd_subq[i];
1957                 if (bq->bq_len == 0)
1958                         continue;
1959                 BQ_LOCK(bq);
1960                 bd_flush(bd, bq);
1961                 BQ_UNLOCK(bq);
1962                 flushed++;
1963         }
1964
1965         return (flushed);
1966 }
1967
1968 static void
1969 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1970 {
1971         struct bufdomain *bd;
1972
1973         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1974                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1975
1976         bd = bufdomain(bp);
1977         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1978                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1979                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1980                         bq = bd->bd_cleanq;
1981                 BQ_LOCK(bq);
1982                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1983         } else {
1984                 BQ_LOCK(bq);
1985                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1986         }
1987         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1988         bq->bq_len++;
1989         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1990         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1991
1992         /*
1993          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1994          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1995          */
1996         if (unlock)
1997                 BUF_UNLOCK(bp);
1998
1999         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2000                 /*
2001                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2002                  */
2003                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2004                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2005                         bd_flush(bd, bq);
2006         }
2007         BQ_UNLOCK(bq);
2008 }
2009
2010 /*
2011  *      bufkva_free:
2012  *
2013  *      Free the kva allocation for a buffer.
2014  *
2015  */
2016 static void
2017 bufkva_free(struct buf *bp)
2018 {
2019
2020 #ifdef INVARIANTS
2021         if (bp->b_kvasize == 0) {
2022                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2023                     bp->b_data == unmapped_buf,
2024                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2025         } else if (buf_mapped(bp))
2026                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2027         else
2028                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2029 #endif
2030         if (bp->b_kvasize == 0)
2031                 return;
2032
2033         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2034         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2035         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2036         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2037         bp->b_kvasize = 0;
2038 }
2039
2040 /*
2041  *      bufkva_alloc:
2042  *
2043  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2044  */
2045 static int
2046 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2047 {
2048         vm_offset_t addr;
2049         int error;
2050
2051         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2052             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2053         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2054         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2055             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2056
2057         bufkva_free(bp);
2058
2059         addr = 0;
2060         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2061         if (error != 0) {
2062                 /*
2063                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2064                  * to defragment the map.
2065                  */
2066                 return (error);
2067         }
2068         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2069         bp->b_kvasize = maxsize;
2070         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2071         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2072                 bp->b_data = unmapped_buf;
2073                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2074         } else {
2075                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2076                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2077         }
2078         return (0);
2079 }
2080
2081 /*
2082  *      bufkva_reclaim:
2083  *
2084  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2085  *      callback that fires to avoid returning failure.
2086  */
2087 static void
2088 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2089 {
2090         bool done;
2091         int q;
2092         int i;
2093
2094         done = false;
2095         for (i = 0; i < 5; i++) {
2096                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2097                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2098                                 done = true;
2099                 if (done)
2100                         break;
2101         }
2102         return;
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2107  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2108  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2109  */
2110 static void
2111 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2112     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2113 {
2114         struct buf *rabp;
2115         struct thread *td;
2116         int i;
2117
2118         td = curthread;
2119
2120         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2121                 if (inmem(vp, *rablkno))
2122                         continue;
2123                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2124                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2125                         brelse(rabp);
2126                         continue;
2127                 }
2128 #ifdef RACCT
2129                 if (racct_enable) {
2130                         PROC_LOCK(curproc);
2131                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2132                         PROC_UNLOCK(curproc);
2133                 }
2134 #endif /* RACCT */
2135                 td->td_ru.ru_inblock++;
2136                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2137                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2138                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2139                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2140                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2141                 }
2142                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2143                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2144                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2145                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2146                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2147                 BUF_KERNPROC(rabp);
2148                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2149                 bstrategy(rabp);
2150         }
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2155  *
2156  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2157  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2158  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2159  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2160  *
2161  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2162  *
2163  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2164  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2165  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2166  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2167  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2168  * for blkno and dblkno.
2169  */
2170 int
2171 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2172     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2173     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2174 {
2175         struct buf *bp;
2176         struct thread *td;
2177         int error, readwait, rv;
2178
2179         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2180         td = curthread;
2181         /*
2182          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2183          * are specified.
2184          */
2185         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2186         if (error != 0) {
2187                 *bpp = NULL;
2188                 return (error);
2189         }
2190         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2191             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2192             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2193         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2194         *bpp = bp;
2195
2196         /*
2197          * If not found in cache, do some I/O
2198          */
2199         readwait = 0;
2200         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2201 #ifdef RACCT
2202                 if (racct_enable) {
2203                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2204                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2205                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2206                 }
2207 #endif /* RACCT */
2208                 td->td_ru.ru_inblock++;
2209                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2210                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2211                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2212                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2213                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2214                 }
2215                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2216                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2217                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2218                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2219                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2220                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2221                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2222                 bstrategy(bp);
2223                 ++readwait;
2224         }
2225
2226         /*
2227          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2228          */
2229         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2230
2231         rv = 0;
2232         if (readwait) {
2233                 rv = bufwait(bp);
2234                 if (rv != 0) {
2235                         brelse(bp);
2236                         *bpp = NULL;
2237                 }
2238         }
2239         return (rv);
2240 }
2241
2242 /*
2243  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2244  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2245  * is invalid.
2246  *
2247  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2248  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2249  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2250  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2251  * here.
2252  */
2253 int
2254 bufwrite(struct buf *bp)
2255 {
2256         int oldflags;
2257         struct vnode *vp;
2258         long space;
2259         int vp_md;
2260
2261         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2262         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2263                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2264                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2265                 brelse(bp);
2266                 return (ENXIO);
2267         }
2268         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2269                 brelse(bp);
2270                 return (0);
2271         }
2272
2273         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2274                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2275
2276         oldflags = bp->b_flags;
2277
2278         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2279             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2280
2281         vp = bp->b_vp;
2282         if (vp)
2283                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2284         else
2285                 vp_md = 0;
2286
2287         /*
2288          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2289          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2290          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2291          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2292          */
2293         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2294         bundirty(bp);
2295
2296         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2297         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2298         bp->b_flags |= B_CACHE;
2299         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2300
2301         vfs_busy_pages(bp, 1);
2302
2303         /*
2304          * Normal bwrites pipeline writes
2305          */
2306         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2307         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2308
2309 #ifdef RACCT
2310         if (racct_enable) {
2311                 PROC_LOCK(curproc);
2312                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2313                 PROC_UNLOCK(curproc);
2314         }
2315 #endif /* RACCT */
2316         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2317         if (oldflags & B_ASYNC)
2318                 BUF_KERNPROC(bp);
2319         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2320         buf_track(bp, __func__);
2321         bstrategy(bp);
2322
2323         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2324                 int rtval = bufwait(bp);
2325                 brelse(bp);
2326                 return (rtval);
2327         } else if (space > hirunningspace) {
2328                 /*
2329                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2330                  * system.  We will not deadlock here because
2331                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2332                  * to complete. We do not block here if it is the update
2333                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2334                  * to deadlock.
2335                  */
2336                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2337                         waitrunningbufspace();
2338         }
2339
2340         return (0);
2341 }
2342
2343 void
2344 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2345 {
2346         struct buf *nbp;
2347         struct bufdomain *bd;
2348
2349         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2350         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2351                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2352                 altbufferflushes++;
2353         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2354                 BO_LOCK(bo);
2355                 /*
2356                  * Try to find a buffer to flush.
2357                  */
2358                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2359                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2360                             BUF_LOCK(nbp,
2361                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2362                                 continue;
2363                         if (bp == nbp)
2364                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2365                         BO_UNLOCK(bo);
2366                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2367                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2368                                 BO_LOCK(bo);
2369                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2370                                 continue;
2371                         }
2372                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2373                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2374                         } else {
2375                                 bremfree(nbp);
2376                                 bawrite(nbp);
2377                         }
2378                         dirtybufferflushes++;
2379                         break;
2380                 }
2381                 if (nbp == NULL)
2382                         BO_UNLOCK(bo);
2383         }
2384 }
2385
2386 /*
2387  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2388  * anything if the buffer is marked invalid.
2389  *
2390  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2391  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2392  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2393  * out synchronously.
2394  */
2395 void
2396 bdwrite(struct buf *bp)
2397 {
2398         struct thread *td = curthread;
2399         struct vnode *vp;
2400         struct bufobj *bo;
2401
2402         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2403         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2404         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2405             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2406
2407         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2408                 brelse(bp);
2409                 return;
2410         }
2411
2412         /*
2413          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2414          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2415          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2416          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2417          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2418          */
2419         vp = bp->b_vp;
2420         bo = bp->b_bufobj;
2421         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2422                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2423                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2424                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2425         } else
2426                 recursiveflushes++;
2427
2428         bdirty(bp);
2429         /*
2430          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2431          * true even of NFS now.
2432          */
2433         bp->b_flags |= B_CACHE;
2434
2435         /*
2436          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2437          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2438          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2439          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2440          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2441          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2442          * the bmap then...  So, this is important to do.
2443          */
2444         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2445                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2446         }
2447
2448         buf_track(bp, __func__);
2449
2450         /*
2451          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2452          * pages.
2453          *
2454          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2455          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2456          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2457          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2458          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2459          * or perhaps the cluster will be completed.
2460          */
2461         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2462         bqrelse(bp);
2463
2464         /*
2465          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2466          * due to the softdep code.
2467          */
2468 }
2469
2470 /*
2471  *      bdirty:
2472  *
2473  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2474  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2475  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2476  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2477  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2478  *
2479  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2480  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2481  *      should only be called if the buffer is known-good.
2482  *
2483  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2484  *      count.
2485  *
2486  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2487  */
2488 void
2489 bdirty(struct buf *bp)
2490 {
2491
2492         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2493             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2494         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2495         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2496             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2497         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2498         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2499
2500         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2501                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2502                 reassignbuf(bp);
2503                 bdirtyadd(bp);
2504         }
2505 }
2506
2507 /*
2508  *      bundirty:
2509  *
2510  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2511  *
2512  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2513  *      count.
2514  *
2515  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2516  */
2517
2518 void
2519 bundirty(struct buf *bp)
2520 {
2521
2522         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2523         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2524         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2525             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2526
2527         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2528                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2529                 reassignbuf(bp);
2530                 bdirtysub(bp);
2531         }
2532         /*
2533          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2534          */
2535         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2536 }
2537
2538 /*
2539  *      bawrite:
2540  *
2541  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2542  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2543  *
2544  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2545  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2546  */
2547 void
2548 bawrite(struct buf *bp)
2549 {
2550
2551         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2552         (void) bwrite(bp);
2553 }
2554
2555 /*
2556  *      babarrierwrite:
2557  *
2558  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2559  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2560  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2561  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2562  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2563  */
2564 void
2565 babarrierwrite(struct buf *bp)
2566 {
2567
2568         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2569         (void) bwrite(bp);
2570 }
2571
2572 /*
2573  *      bbarrierwrite:
2574  *
2575  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2576  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2577  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2578  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2579  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2580  */
2581 int
2582 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2583 {
2584
2585         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2586         return (bwrite(bp));
2587 }
2588
2589 /*
2590  *      bwillwrite:
2591  *
2592  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2593  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2594  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2595  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2596  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2597  */
2598 void
2599 bwillwrite(void)
2600 {
2601
2602         if (buf_dirty_count_severe()) {
2603                 mtx_lock(&bdirtylock);
2604                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2605                         bdirtywait = 1;
2606                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2607                             "flswai", 0);
2608                 }
2609                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2610         }
2611 }
2612
2613 /*
2614  * Return true if we have too many dirty buffers.
2615  */
2616 int
2617 buf_dirty_count_severe(void)
2618 {
2619
2620         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2621 }
2622
2623 /*
2624  *      brelse:
2625  *
2626  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2627  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2628  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2629  */
2630 void
2631 brelse(struct buf *bp)
2632 {
2633         struct mount *v_mnt;
2634         int qindex;
2635
2636         /*
2637          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2638          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2639          */
2640         if (bp == NULL)
2641                 return;
2642         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2643             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2644         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2645             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2646         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2647             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2648
2649         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2650                 /*
2651                  * Do not process, in particular, do not handle the
2652                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2653                  */
2654                 BUF_UNLOCK(bp);
2655                 return;
2656         }
2657
2658         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2659                 bqrelse(bp);
2660                 return;
2661         }
2662
2663         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2664                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2665         } else {
2666                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2667                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2668         }
2669
2670         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2671                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2672                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2673                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2674                 bdirty(bp);
2675         }
2676
2677         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2678             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2679                 /*
2680                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2681                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2682                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2683                  * freed.
2684                  */
2685                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2686                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2687         }
2688
2689         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2690             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2691             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2692                 /*
2693                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2694                  * means the device is gone) are treated as being
2695                  * transient.
2696                  *
2697                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2698                  * contract with the local storage device drivers is that
2699                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2700                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2701                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2702                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2703                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2704                  * this entire case should be made obsolete through better
2705                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2706                  *
2707                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2708                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2709                  * to access the buffer to untangle them.
2710                  *
2711                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2712                  */
2713                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2714                 bdirty(bp);
2715         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2716             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2717                 /*
2718                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2719                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2720                  * no longer present.
2721                  */
2722                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2723                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2724                         buf_deallocate(bp);
2725                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2726                         bdirtysub(bp);
2727                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2728                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2729                         allocbuf(bp, 0);
2730                         if (bp->b_vp)
2731                                 brelvp(bp);
2732                 }
2733         }
2734
2735         /*
2736          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2737          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2738          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2739          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2740          * 
2741          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2742          * if B_DELWRI is set.
2743          */
2744         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2745                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2746
2747         /*
2748          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2749          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2750          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2751          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2752          *
2753          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2754          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2755          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2756          *
2757          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2758          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2759          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2760          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2761          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2762          * background write.
2763          */
2764
2765         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2766
2767         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2768             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2769             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2770             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2771                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2772                 allocbuf(bp, 0);
2773         }
2774
2775         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2776             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2777                 allocbuf(bp, 0);
2778                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2779                 if (bp->b_vp != NULL)
2780                         brelvp(bp);
2781         }
2782
2783         /*
2784          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2785          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2786          * doesn't find it.
2787          */
2788         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2789             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2790                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2791         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2792                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2793                         bundirty(bp);
2794                 if (bp->b_vp)
2795                         brelvp(bp);
2796         }
2797
2798         buf_track(bp, __func__);
2799
2800         /* buffers with no memory */
2801         if (bp->b_bufsize == 0) {
2802                 buf_free(bp);
2803                 return;
2804         }
2805         /* buffers with junk contents */
2806         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2807             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2808                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2809                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2810                         panic("losing buffer 2");
2811                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2812                 bp->b_flags |= B_AGE;
2813         /* remaining buffers */
2814         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2815                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2816         else
2817                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2818
2819         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2820                 panic("brelse: not dirty");
2821
2822         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2823         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2824         /* binsfree unlocks bp. */
2825         binsfree(bp, qindex);
2826 }
2827
2828 /*
2829  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2830  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2831  *
2832  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2833  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2834  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2835  * again soon.
2836  *
2837  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2838  */
2839 void
2840 bqrelse(struct buf *bp)
2841 {
2842         int qindex;
2843
2844         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2845         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2846             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2847
2848         qindex = QUEUE_NONE;
2849         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2850                 /* do not release to free list */
2851                 BUF_UNLOCK(bp);
2852                 return;
2853         }
2854         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2855         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2856
2857         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2858                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2859         } else {
2860                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2861                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2862         }
2863
2864         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2865                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2866                         bremfreef(bp);
2867                 goto out;
2868         }
2869
2870         /* buffers with stale but valid contents */
2871         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2872             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2873                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2874                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2875                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2876                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2877         } else {
2878                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2879                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2880                         panic("bqrelse: not dirty");
2881                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2882                         brelse(bp);
2883                         return;
2884                 }
2885                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2886         }
2887         buf_track(bp, __func__);
2888         /* binsfree unlocks bp. */
2889         binsfree(bp, qindex);
2890         return;
2891
2892 out:
2893         buf_track(bp, __func__);
2894         /* unlock */
2895         BUF_UNLOCK(bp);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2900  * restore bogus pages.
2901  */
2902 static void
2903 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2904 {
2905         vm_ooffset_t foff;
2906         vm_page_t m;
2907         vm_object_t obj;
2908         struct vnode *vp __unused;
2909         int i, iosize, resid;
2910         bool bogus;
2911
2912         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2913         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2914             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2915             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2916
2917         vp = bp->b_vp;
2918         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2919         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2920
2921         foff = bp->b_offset;
2922         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2923             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2924
2925         bogus = false;
2926         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2927         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2928                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2929                 if (resid > iosize)
2930                         resid = iosize;
2931
2932                 /*
2933                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2934                  */
2935                 m = bp->b_pages[i];
2936                 if (m == bogus_page) {
2937                         bogus = true;
2938                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2939                         if (m == NULL)
2940                                 panic("biodone: page disappeared!");
2941                         bp->b_pages[i] = m;
2942                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2943                         /*
2944                          * In the write case, the valid and clean bits are
2945                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2946                          * only need to do this here in the read case.
2947                          */
2948                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2949                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2950                             "has unexpected dirty bits", m));
2951                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2952                 }
2953                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2954                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2955                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2956
2957                 vm_page_sunbusy(m);
2958                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2959                 iosize -= resid;
2960         }
2961         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2962         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2963                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2964                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2965                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2966         }
2967 }
2968
2969 /*
2970  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2971  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2972  */
2973 static void
2974 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2975 {
2976         vm_object_t obj;
2977         vm_page_t m;
2978         int flags, i, resid, poffset, presid;
2979
2980         if (buf_mapped(bp)) {
2981                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2982                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2983         } else
2984                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2985         /*
2986          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2987          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2988          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2989          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2990          *
2991          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2992          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2993          * m->dirty, etc...). 
2994          *
2995          * See man buf(9) for more information
2996          */
2997         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2998         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2999         resid = bp->b_bufsize;
3000         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3001         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3002         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3003                 m = bp->b_pages[i];
3004                 if (m == bogus_page)
3005                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3006                 bp->b_pages[i] = NULL;
3007
3008                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3009                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3010                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3011                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3012                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3013                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3014                 vm_page_sunbusy(m);
3015                 vm_page_release_locked(m, flags);
3016                 resid -= presid;
3017                 poffset = 0;
3018         }
3019         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3020         bp->b_npages = 0;
3021 }
3022
3023 /*
3024  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3025  */
3026 static void
3027 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3028 {
3029         vm_object_t obj;
3030         vm_page_t m;
3031         int flags, i;
3032
3033         if (bp->b_npages == desiredpages)
3034                 return;
3035
3036         if (buf_mapped(bp)) {
3037                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3038                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3039                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3040         } else
3041                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3042
3043         /*
3044          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3045          */
3046         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3047         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3048                 flags |= VPR_TRYFREE;
3049                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3050                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3051         } else {
3052                 obj = NULL;
3053         }
3054         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3055                 m = bp->b_pages[i];
3056                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3057                 bp->b_pages[i] = NULL;
3058                 if (obj != NULL)
3059                         vm_page_release_locked(m, flags);
3060                 else
3061                         vm_page_release(m, flags);
3062         }
3063         if (obj != NULL)
3064                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3065         bp->b_npages = desiredpages;
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3070  */
3071 static void
3072 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3073 {
3074         /*
3075          * We are growing the buffer, possibly in a 
3076          * byte-granular fashion.
3077          */
3078         vm_object_t obj;
3079         vm_offset_t toff;
3080         vm_offset_t tinc;
3081         vm_page_t m;
3082
3083         /*
3084          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3085          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3086          * are not valid for the range covered by the buffer.
3087          */
3088         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3089         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3090                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3091                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3092                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3093
3094                 /*
3095                  * We must allocate system pages since blocking
3096                  * here could interfere with paging I/O, no
3097                  * matter which process we are.
3098                  *
3099                  * Only exclusive busy can be tested here.
3100                  * Blocking on shared busy might lead to
3101                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3102                  * pages are vfs_busy_pages().
3103                  */
3104                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3105                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3106                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3107                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3108                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3109                 bp->b_npages = desiredpages;
3110         }
3111
3112         /*
3113          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3114          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3115          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3116          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3117          * aligned range ( newbsize ).
3118          *
3119          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3120          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3121          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3122          * fails with NFS if the server or some other client
3123          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3124          * B_CACHE may remain set! XXX
3125          */
3126         toff = bp->b_bcount;
3127         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3128         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3129                 vm_pindex_t pi;
3130
3131                 if (tinc > (size - toff))
3132                         tinc = size - toff;
3133                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3134                 m = bp->b_pages[pi];
3135                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3136                 toff += tinc;
3137                 tinc = PAGE_SIZE;
3138         }
3139
3140         /*
3141          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3142          */
3143         if (buf_mapped(bp))
3144                 bpmap_qenter(bp);
3145         else
3146                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3147 }
3148
3149 /*
3150  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3151  * write.
3152  */
3153 static int
3154 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3155 {
3156         struct buf *bpa;
3157         int match;
3158
3159         match = 0;
3160
3161         /* If the buf isn't in core skip it */
3162         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3163                 return (0);
3164
3165         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3166         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3167                 return (0);
3168
3169         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3170         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3171             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3172                 goto done;
3173
3174         if (bpa->b_bufsize != size)
3175                 goto done;
3176
3177         /*
3178          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3179          * block has been mapped.
3180          */
3181         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3182                 match = 1;
3183 done:
3184         BUF_UNLOCK(bpa);
3185         return (match);
3186 }
3187
3188 /*
3189  *      vfs_bio_awrite:
3190  *
3191  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3192  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3193  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3194  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3195  */
3196 int
3197 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3198 {
3199         struct bufobj *bo;
3200         int i;
3201         int j;
3202         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3203         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3204         int ncl;
3205         int nwritten;
3206         int size;
3207         int maxcl;
3208         int gbflags;
3209
3210         bo = &vp->v_bufobj;
3211         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3212         /*
3213          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3214          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3215          * rather then at the beginning.
3216          */
3217         if ((vp->v_type == VREG) && 
3218             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3219             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3220                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3221                 maxcl = maxphys / size;
3222
3223                 BO_RLOCK(bo);
3224                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3225                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3226                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3227                                 break;
3228
3229                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3230                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3231                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3232                                 break;
3233                 BO_RUNLOCK(bo);
3234                 --j;
3235                 ncl = i + j;
3236                 /*
3237                  * this is a possible cluster write
3238                  */
3239                 if (ncl != 1) {
3240                         BUF_UNLOCK(bp);
3241                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3242                             gbflags);
3243                         return (nwritten);
3244                 }
3245         }
3246         bremfree(bp);
3247         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3248         /*
3249          * default (old) behavior, writing out only one block
3250          *
3251          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3252          */
3253         nwritten = bp->b_bufsize;
3254         (void) bwrite(bp);
3255
3256         return (nwritten);
3257 }
3258
3259 /*
3260  *      getnewbuf_kva:
3261  *
3262  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3263  */
3264 static int
3265 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3266 {
3267
3268         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3269                 /*
3270                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3271                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3272                  */
3273                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3274
3275                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3276                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3277                         return (ENOSPC);
3278         }
3279         return (0);
3280 }
3281
3282 /*
3283  *      getnewbuf:
3284  *
3285  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3286  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3287  *
3288  *      We block if:
3289  *              We have insufficient buffer headers
3290  *              We have insufficient buffer space
3291  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3292  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3293  *
3294  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3295  *      allocbuf() is called.
3296  */
3297 static struct buf *
3298 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3299 {
3300         struct bufdomain *bd;
3301         struct buf *bp;
3302         bool metadata, reserved;
3303
3304         bp = NULL;
3305         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3306             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3307         if (!unmapped_buf_allowed)
3308                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3309
3310         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3311             vp->v_type == VCHR)
3312                 metadata = true;
3313         else
3314                 metadata = false;
3315         if (vp == NULL)
3316                 bd = &bdomain[0];
3317         else
3318                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3319
3320         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3321         reserved = false;
3322         do {
3323                 if (reserved == false &&
3324                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3325                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3326                         continue;
3327                 }
3328                 reserved = true;
3329                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3330                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3331                         continue;
3332                 }
3333                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3334                         return (bp);
3335                 break;
3336         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3337
3338         if (reserved)
3339                 bufspace_release(bd, maxsize);
3340         if (bp != NULL) {
3341                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3342                 brelse(bp);
3343         }
3344         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3345
3346         return (NULL);
3347 }
3348
3349 /*
3350  *      buf_daemon:
3351  *
3352  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3353  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3354  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3355  */
3356 static struct kproc_desc buf_kp = {
3357         "bufdaemon",
3358         buf_daemon,
3359         &bufdaemonproc
3360 };
3361 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3362
3363 static int
3364 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3365 {
3366         int flushed;
3367
3368         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3369         if (flushed == 0) {
3370                 /*
3371                  * Could not find any buffers without rollback
3372                  * dependencies, so just write the first one
3373                  * in the hopes of eventually making progress.
3374                  */
3375                 if (vp != NULL && target > 2)
3376                         target /= 2;
3377                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3378         }
3379         return (flushed);
3380 }
3381
3382 static void
3383 buf_daemon()
3384 {
3385         struct bufdomain *bd;
3386         int speedupreq;
3387         int lodirty;
3388         int i;
3389
3390         /*
3391          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3392          */
3393         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3394             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3395
3396         /*
3397          * Start the buf clean daemons as children threads.
3398          */
3399         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3400                 int error;
3401
3402                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3403                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3404                 if (error)
3405                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3406         }
3407
3408         /*
3409          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3410          */
3411         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3412         mtx_lock(&bdlock);
3413         for (;;) {
3414                 bd_request = 0;
3415                 mtx_unlock(&bdlock);
3416
3417                 kthread_suspend_check();
3418
3419                 /*
3420                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3421                  * requests.
3422                  */
3423                 speedupreq = bd_speedupreq;
3424                 bd_speedupreq = 0;
3425
3426                 /*
3427                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3428                  * the speedup request.
3429                  */
3430                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3431                         bd = &bdomain[i];
3432                         if (speedupreq)
3433                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3434                         else
3435                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3436                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3437                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3438                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3439                                         break;
3440                                 kern_yield(PRI_USER);
3441                         }
3442                 }
3443
3444                 /*
3445                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3446                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3447                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3448                  * built up, within reason.
3449                  *
3450                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3451                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3452                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3453                  */
3454                 mtx_lock(&bdlock);
3455                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3456                         /*
3457                          * We reached our low water mark, reset the
3458                          * request and sleep until we are needed again.
3459                          * The sleep is just so the suspend code works.
3460                          */
3461                         bd_request = 0;
3462                         /*
3463                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3464                          * changed via sysctl and the explicit transition
3465                          * out of shortfall was missed.
3466                          */
3467                         bdirtywakeup();
3468                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3469                                 runningwakeup();
3470                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3471                 } else {
3472                         /*
3473                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3474                          * still have too many dirty buffers, we
3475                          * have to sleep and try again.  (rare)
3476                          */
3477                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3478                 }
3479         }
3480 }
3481
3482 /*
3483  *      flushbufqueues:
3484  *
3485  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3486  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3487  *      particularly sensitive to.
3488  */
3489 static int flushwithdeps = 0;
3490 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3491     &flushwithdeps, 0,
3492     "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3493
3494 static int
3495 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3496     int flushdeps)
3497 {
3498         struct bufqueue *bq;
3499         struct buf *sentinel;
3500         struct vnode *vp;
3501         struct mount *mp;
3502         struct buf *bp;
3503         int hasdeps;
3504         int flushed;
3505         int error;
3506         bool unlock;
3507
3508         flushed = 0;
3509         bq = &bd->bd_dirtyq;
3510         bp = NULL;
3511         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3512         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3513         BQ_LOCK(bq);
3514         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3515         BQ_UNLOCK(bq);
3516         while (flushed != target) {
3517                 maybe_yield();
3518                 BQ_LOCK(bq);
3519                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3520                 if (bp != NULL) {
3521                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3522                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3523                             b_freelist);
3524                 } else {
3525                         BQ_UNLOCK(bq);
3526                         break;
3527                 }
3528                 /*
3529                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3530                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3531                  *
3532                  * Only flush the buffers that belong to the
3533                  * vnode locked by the curthread.
3534                  */
3535                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3536                     bp->b_vp != lvp)) {
3537                         BQ_UNLOCK(bq);
3538                         continue;
3539                 }
3540                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3541                 BQ_UNLOCK(bq);
3542                 if (error != 0)
3543                         continue;
3544
3545                 /*
3546                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3547                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3548                  */
3549                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3550                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3551                         BUF_UNLOCK(bp);
3552                         continue;
3553                 }
3554                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3555                         bremfreef(bp);
3556                         brelse(bp);
3557                         flushed++;
3558                         continue;
3559                 }
3560
3561                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3562                         if (flushdeps == 0) {
3563                                 BUF_UNLOCK(bp);
3564                                 continue;
3565                         }
3566                         hasdeps = 1;
3567                 } else
3568                         hasdeps = 0;
3569                 /*
3570                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3571                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3572                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3573                  * system.
3574                  *
3575                  * The lock order here is the reverse of the normal
3576                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3577                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3578                  */
3579                 vp = bp->b_vp;
3580                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3581                         BUF_UNLOCK(bp);
3582                         continue;
3583                 }
3584                 if (lvp == NULL) {
3585                         unlock = true;
3586                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3587                 } else {
3588                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3589                         unlock = false;
3590                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3591                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3592                 }
3593                 if (error == 0) {
3594                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3595                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3596                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3597                                 vfs_bio_awrite(bp);
3598                         } else {
3599                                 bremfree(bp);
3600                                 bwrite(bp);
3601                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3602                         }
3603                         vn_finished_write(mp);
3604                         if (unlock)
3605                                 VOP_UNLOCK(vp);
3606                         flushwithdeps += hasdeps;
3607                         flushed++;
3608
3609                         /*
3610                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3611                          * vnode lock leads to deadlock.
3612                          */
3613                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3614                             runningbufspace > hirunningspace)
3615                                 waitrunningbufspace();
3616                         continue;
3617                 }
3618                 vn_finished_write(mp);
3619                 BUF_UNLOCK(bp);
3620         }
3621         BQ_LOCK(bq);
3622         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3623         BQ_UNLOCK(bq);
3624         free(sentinel, M_TEMP);
3625         return (flushed);
3626 }
3627
3628 /*
3629  * Check to see if a block is currently memory resident.
3630  */
3631 struct buf *
3632 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3633 {
3634         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3635 }
3636
3637 /*
3638  * Returns true if no I/O is needed to access the
3639  * associated VM object.  This is like incore except
3640  * it also hunts around in the VM system for the data.
3641  */
3642 bool
3643 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3644 {
3645         vm_object_t obj;
3646         vm_offset_t toff, tinc, size;
3647         vm_page_t m, n;
3648         vm_ooffset_t off;
3649         int valid;
3650
3651         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3652
3653         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3654                 return (true);
3655         if (vp->v_mount == NULL)
3656                 return (false);
3657         obj = vp->v_object;
3658         if (obj == NULL)
3659                 return (false);
3660
3661         size = PAGE_SIZE;
3662         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3663                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3664         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3665
3666         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3667                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3668 recheck:
3669                 if (m == NULL)
3670                         return (false);
3671
3672                 tinc = size;
3673                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3674                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3675                 /*
3676                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3677                  * during the check.
3678                  */
3679                 valid = vm_page_is_valid(m,
3680                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3681                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3682                 if (m != n) {
3683                         m = n;
3684                         goto recheck;
3685                 }
3686                 if (!valid)
3687                         return (false);
3688         }
3689         return (true);
3690 }
3691
3692 /*
3693  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3694  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3695  * to the size of the buffer.
3696  *
3697  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3698  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3699  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3700  *
3701  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3702  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3703  */
3704 static void
3705 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3706 {
3707         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3708         vm_page_t m;
3709         int i;
3710
3711         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3712                 return;
3713
3714         foff = bp->b_offset;
3715         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3716             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3717
3718         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3719         vfs_setdirty_range(bp);
3720         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3721                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3722                 eoff = noff;
3723                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3724                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3725                 m = bp->b_pages[i];
3726                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3727                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3728                 foff = noff;
3729         }
3730         vfs_busy_pages_release(bp);
3731 }
3732
3733 static void
3734 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3735 {
3736         vm_offset_t boffset;
3737         vm_offset_t eoffset;
3738         int i;
3739
3740         /*
3741          * test the pages to see if they have been modified directly
3742          * by users through the VM system.
3743          */
3744         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3745                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3746
3747         /*
3748          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3749          * (eoffset - boffset) bytes.
3750          */
3751
3752         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3753                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3754                         break;
3755         }
3756         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3757
3758         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3759                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3760                         break;
3761                 }
3762         }
3763         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3764
3765         /*
3766          * Fit it to the buffer.
3767          */
3768
3769         if (eoffset > bp->b_bcount)
3770                 eoffset = bp->b_bcount;
3771
3772         /*
3773          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3774          * dirty range.
3775          */
3776
3777         if (boffset < eoffset) {
3778                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3779                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3780                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3781                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3782         }
3783 }
3784
3785 /*
3786  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3787  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3788  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3789  */
3790 static void
3791 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3792 {
3793         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3794         off_t offset;
3795
3796         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3797             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3798         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3799             bp->b_data == unmapped_buf &&
3800             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3801         if (!need_mapping && !need_kva)
3802                 return;
3803
3804         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3805
3806         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3807                 /*
3808                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3809                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3810                  * allocated space.
3811                  */
3812                 goto has_addr;
3813         }
3814
3815         /*
3816          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3817          * if the buffer was mapped.
3818          */
3819         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3820         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3821         offset = blkno * bsize;
3822         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3823         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3824
3825         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3826                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3827                         /*
3828                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3829                          * succeed, not sure what else to do.
3830                          */
3831                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3832                 }
3833                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3834                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3835         }
3836 has_addr:
3837         if (need_mapping) {
3838                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3839                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3840                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3841                 bpmap_qenter(bp);
3842         }
3843 }
3844
3845 struct buf *
3846 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3847     int flags)
3848 {
3849         struct buf *bp;
3850         int error;
3851
3852         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3853         if (error != 0)
3854                 return (NULL);
3855         return (bp);
3856 }
3857
3858 /*
3859  *      getblkx:
3860  *
3861  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3862  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3863  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3864  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3865  *      READ.
3866  *
3867  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3868  *      an existing buffer.
3869  *
3870  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3871  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3872  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3873  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3874  *
3875  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3876  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3877  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3878  *      backing VM.
3879  *
3880  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3881  *      B_CACHE bit is clear.
3882  *
3883  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3884  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3885  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3886  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3887  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3888  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3889  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3890  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3891  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3892  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3893  *
3894  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3895  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3896  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3897  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3898  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3899  *      for blkno and dblkno.
3900  */
3901 int
3902 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3903     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3904 {
3905         struct buf *bp;
3906         struct bufobj *bo;
3907         daddr_t d_blkno;
3908         int bsize, error, maxsize, vmio;
3909         off_t offset;
3910
3911         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3912         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3913             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3914         if (vp->v_type != VCHR)
3915                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3916         if (size > maxbcachebuf)
3917                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3918                     maxbcachebuf);
3919         if (!unmapped_buf_allowed)
3920                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3921
3922         bo = &vp->v_bufobj;
3923         d_blkno = dblkno;
3924
3925         /* Attempt lockless lookup first. */
3926         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3927         if (bp == NULL) {
3928                 /*
3929                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3930                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3931                  */
3932                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3933                         goto loop;
3934                 goto newbuf_unlocked;
3935         }
3936
3937         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3938             0);
3939         if (error != 0)
3940                 goto loop;
3941
3942         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3943         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3944                 goto foundbuf_fastpath;
3945
3946         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3947         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3948
3949 loop:
3950         BO_RLOCK(bo);
3951         bp = gbincore(bo, blkno);
3952         if (bp != NULL) {
3953                 int lockflags;
3954
3955                 /*
3956                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3957                  * it must be on a queue.
3958                  */
3959                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3960                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3961
3962                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3963                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3964
3965                 /*
3966                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3967                  * the buffer changed identities.
3968                  */
3969                 if (error == ENOLCK)
3970                         goto loop;
3971                 /* We timed out or were interrupted. */
3972                 else if (error != 0)
3973                         return (error);
3974
3975 foundbuf_fastpath:
3976                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3977                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3978                         goto end;
3979
3980                 /*
3981                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3982                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3983                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3984                  * backing VM cache.
3985                  */
3986                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3987                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3988                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3989                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3990                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3991                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3992                 else
3993                         bremfree(bp);
3994
3995                 /*
3996                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3997                  */
3998                 if (bp->b_bcount != size) {
3999                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4000                             (size > bp->b_kvasize)) {
4001                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4002                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4003                                         bwrite(bp);
4004                                 } else {
4005                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4006                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4007                                                 brelse(bp);
4008                                         } else {
4009                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4010                                                 bwrite(bp);
4011                                         }
4012                                 }
4013                                 goto loop;
4014                         }
4015                 }
4016
4017                 /*
4018                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4019                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4020                  * reservation is requested.
4021                  */
4022                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4023
4024                 /*
4025                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4026                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4027                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4028                  * unchanged from its previous state.
4029                  */
4030                 allocbuf(bp, size);
4031
4032                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4033                     ("getblk: no buffer offset"));
4034
4035                 /*
4036                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4037                  * be committed before we can return the buffer in
4038                  * order to prevent the caller from issuing a read
4039                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4040                  * it.
4041                  *
4042                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4043                  * operate properly either because they assume they
4044                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4045                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4046                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4047                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4048                  * preventing further loops.
4049                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4050                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4051                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4052                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4053                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4054                  * after the write.
4055                  *
4056                  * We might be able to do something fancy, like setting
4057                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4058                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4059                  * confusing.  This is much easier.
4060                  */
4061
4062                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4063                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4064                         bwrite(bp);
4065                         goto loop;
4066                 }
4067                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4068         } else {
4069                 /*
4070                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4071                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4072                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4073                  */
4074                 BO_RUNLOCK(bo);
4075 newbuf_unlocked:
4076                 /*
4077                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4078                  * here.
4079                  */
4080                 if (flags & GB_NOCREAT)
4081                         return (EEXIST);
4082
4083                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4084                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4085                 offset = blkno * bsize;
4086                 vmio = vp->v_object != NULL;
4087                 if (vmio) {
4088                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4089                 } else {
4090                         maxsize = size;
4091                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4092                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4093                 }
4094                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4095                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4096                     !vn_isdisk(vp)) {
4097                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4098                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4099                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4100                             vp));
4101                         if (error != 0)
4102                                 return (error);
4103                         if (d_blkno == -1)
4104                                 return (EJUSTRETURN);
4105                 }
4106
4107                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4108                 if (bp == NULL) {
4109                         if (slpflag || slptimeo)
4110                                 return (ETIMEDOUT);
4111                         /*
4112                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4113                          * enough to work under very low memory conditions.
4114                          *
4115                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4116                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4117                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4118                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4119                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4120                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4121                          * This never happens because we never yield.
4122                          *
4123                          * The real solution is to identify and fix these cases
4124                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4125                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4126                          */
4127                         kern_yield(PRI_USER);
4128                         goto loop;
4129                 }
4130
4131                 /*
4132                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4133                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4134                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4135                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4136                  * throw away the one we just created.
4137                  *
4138                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4139                  * with the vp especially considering limitations in
4140                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4141                  * lblkno's.
4142                  */
4143                 BO_LOCK(bo);
4144                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4145                         BO_UNLOCK(bo);
4146                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4147                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4148                         brelse(bp);
4149                         goto loop;
4150                 }
4151
4152                 /*
4153                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4154                  * be found by incore.
4155                  */
4156                 bp->b_lblkno = blkno;
4157                 bp->b_blkno = d_blkno;
4158                 bp->b_offset = offset;
4159                 bgetvp(vp, bp);
4160                 BO_UNLOCK(bo);
4161
4162                 /*
4163                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4164                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4165                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4166                  * backing store for validity.
4167                  */
4168
4169                 if (vmio) {
4170                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4171                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4172                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4173                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4174                 } else {
4175                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4176                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4177                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4178                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4179                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4180                 }
4181
4182                 allocbuf(bp, size);
4183                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4184                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4185         }
4186         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4187 end:
4188         buf_track(bp, __func__);
4189         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4190             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4191         *bpp = bp;
4192         return (0);
4193 }
4194
4195 /*
4196  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4197  * set to B_INVAL.
4198  */
4199 struct buf *
4200 geteblk(int size, int flags)
4201 {
4202         struct buf *bp;
4203         int maxsize;
4204
4205         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4206         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4207                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4208                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4209                         return (NULL);
4210         }
4211         allocbuf(bp, size);
4212         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4213         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4214         return (bp);
4215 }
4216
4217 /*
4218  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4219  */
4220 static void
4221 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4222 {
4223
4224         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4225                 /*
4226                  * malloced buffers are not shrunk
4227                  */
4228                 if (newbsize == 0) {
4229                         bufmallocadjust(bp, 0);
4230                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4231                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4232                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4233                 }
4234                 return;
4235         }
4236         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4237         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4238 }
4239
4240 /*
4241  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4242  */
4243 static void
4244 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4245 {
4246         caddr_t origbuf;
4247         int origbufsize;
4248
4249         /*
4250          * We only use malloced memory on the first allocation.
4251          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4252          * grows.
4253          *
4254          * There is a potential smp race here that could lead
4255          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4256          * is probably extremely rare and not worth worrying
4257          * over.
4258          */
4259         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4260             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4261                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4262                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4263                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4264                 return;
4265         }
4266
4267         /*
4268          * If the buffer is growing on its other-than-first
4269          * allocation then we revert to the page-allocation
4270          * scheme.
4271          */
4272         origbuf = NULL;
4273         origbufsize = 0;
4274         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4275                 origbuf = bp->b_data;
4276                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4277                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4278                 bufmallocadjust(bp, 0);
4279                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4280                 newbsize = round_page(newbsize);
4281         }
4282         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4283             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4284         if (origbuf != NULL) {
4285                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4286                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4287         }
4288         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4289 }
4290
4291 /*
4292  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4293  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4294  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4295  * resize a buffer up or down.
4296  *
4297  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4298  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4299  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4300  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4301  *
4302  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4303  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4304  */
4305 int
4306 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4307 {
4308         int newbsize;
4309
4310         if (bp->b_bcount == size)
4311                 return (1);
4312
4313         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4314                 panic("allocbuf: buffer too small");
4315
4316         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4317         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4318                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4319                         newbsize = round_page(newbsize);
4320                 /*
4321                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4322                  * mess with B_CACHE.
4323                  */
4324                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4325                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4326                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4327                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4328         } else {
4329                 int desiredpages;
4330
4331                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4332                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4333
4334                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4335                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4336                 /*
4337                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4338                  * 0-length.
4339                  */
4340                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4341                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4342
4343                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4344                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4345                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4346                 else if (size > bp->b_bcount)
4347                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4348                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4349         }
4350         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4351         return (1);
4352 }
4353
4354 extern int inflight_transient_maps;
4355
4356 static struct bio_queue nondump_bios;
4357
4358 void
4359 biodone(struct bio *bp)
4360 {
4361         struct mtx *mtxp;
4362         void (*done)(struct bio *);
4363         vm_offset_t start, end;
4364
4365         biotrack(bp, __func__);
4366
4367         /*
4368          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4369          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4370          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4371          * to keep the system usable after it has been resumed.
4372          */
4373         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4374                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4375                 return;
4376         }
4377         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4378                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4379                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4380                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4381                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4382                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4383                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4384                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4385                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4386         }
4387         done = bp->bio_done;
4388         /*
4389          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4390          * used as a bio_done routine.
4391          */
4392         if (done == NULL || done == biodone) {
4393                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4394                 mtx_lock(mtxp);
4395                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4396                 wakeup(bp);
4397                 mtx_unlock(mtxp);
4398         } else
4399                 done(bp);
4400 }
4401
4402 /*
4403  * Wait for a BIO to finish.
4404  */
4405 int
4406 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4407 {
4408         struct mtx *mtxp;
4409
4410         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4411         mtx_lock(mtxp);
4412         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4413                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4414         mtx_unlock(mtxp);
4415         if (bp->bio_error != 0)
4416                 return (bp->bio_error);
4417         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4418                 return (0);
4419         return (EIO);
4420 }
4421
4422 void
4423 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4424 {
4425
4426         if (error) {
4427                 bp->bio_error = error;
4428                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4429         }
4430         if (stat != NULL)
4431                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4432         biodone(bp);
4433 }
4434
4435 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4436 void
4437 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4438 {
4439
4440         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4441 }
4442 #endif
4443
4444 /*
4445  *      bufwait:
4446  *
4447  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4448  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4449  *      error and cleared.
4450  */
4451 int
4452 bufwait(struct buf *bp)
4453 {
4454         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4455                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4456         else
4457                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4458         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4459                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4460                 return (EINTR);
4461         }
4462         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4463                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4464         } else {
4465                 return (0);
4466         }
4467 }
4468
4469 /*
4470  *      bufdone:
4471  *
4472  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4473  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4474  *      not allowed.
4475  *
4476  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4477  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4478  *      assuming B_INVAL is clear.
4479  *
4480  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4481  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4482  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4483  *
4484  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4485  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4486  *      in the biodone routine.
4487  */
4488 void
4489 bufdone(struct buf *bp)
4490 {
4491         struct bufobj *dropobj;
4492         void    (*biodone)(struct buf *);
4493
4494         buf_track(bp, __func__);
4495         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4496         dropobj = NULL;
4497
4498         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4499
4500         runningbufwakeup(bp);
4501         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4502                 dropobj = bp->b_bufobj;
4503         /* call optional completion function if requested */
4504         if (bp->b_iodone != NULL) {
4505                 biodone = bp->b_iodone;
4506                 bp->b_iodone = NULL;
4507                 (*biodone) (bp);
4508                 if (dropobj)
4509                         bufobj_wdrop(dropobj);
4510                 return;
4511         }
4512         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4513                 /*
4514                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4515                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4516                  * routines.
4517                  */
4518                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4519                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4520                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4521                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4522                 vfs_vmio_iodone(bp);
4523         }
4524         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4525                 buf_complete(bp);
4526         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4527                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4528                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4529                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4530                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4531         }
4532         /*
4533          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4534          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4535          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4536          */
4537         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4538                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4539                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4540                         brelse(bp);
4541                 else
4542                         bqrelse(bp);
4543         } else
4544                 bdone(bp);
4545         if (dropobj)
4546                 bufobj_wdrop(dropobj);
4547 }
4548
4549 /*
4550  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4551  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4552  * consistent.
4553  */
4554 void
4555 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4556 {
4557         int i;
4558         vm_object_t obj;
4559         vm_page_t m;
4560
4561         runningbufwakeup(bp);
4562         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4563                 return;
4564
4565         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4566         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4567                 m = bp->b_pages[i];
4568                 if (m == bogus_page) {
4569                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4570                         if (!m)
4571                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4572                         bp->b_pages[i] = m;
4573                         if (buf_mapped(bp)) {
4574                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4575                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4576                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4577                         } else
4578                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4579                 }
4580                 vm_page_sunbusy(m);
4581         }
4582         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4583 }
4584
4585 /*
4586  * vfs_page_set_valid:
4587  *
4588  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4589  *      range is restricted to the buffer's size.
4590  *
4591  *      This routine is typically called after a read completes.
4592  */
4593 static void
4594 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4595 {
4596         vm_ooffset_t eoff;
4597
4598         /*
4599          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4600          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4601          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4602          * allocation size of the buffer.
4603          */
4604         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4605         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4606                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4607
4608         /*
4609          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4610          * entire page.
4611          */
4612         if (eoff > off)
4613                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4614 }
4615
4616 /*
4617  * vfs_page_set_validclean:
4618  *
4619  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4620  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4621  */
4622 static void
4623 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4624 {
4625         vm_ooffset_t soff, eoff;
4626
4627         /*
4628          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4629          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4630          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4631          * of the buffer.
4632          */
4633         soff = off;
4634         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4635         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4636                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4637
4638         /*
4639          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4640          * entire page.
4641          */
4642         if (eoff > soff) {
4643                 vm_page_set_validclean(
4644                     m,
4645                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4646                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4647                 );
4648         }
4649 }
4650
4651 /*
4652  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4653  */
4654 void
4655 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4656 {
4657         int i;
4658
4659         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4660                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4661 }
4662
4663 void
4664 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4665 {
4666         int i;
4667
4668         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4669                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4670 }
4671
4672 /*
4673  * This routine is called before a device strategy routine.
4674  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4675  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4676  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4677  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4678  * inconsistent.
4679  *
4680  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4681  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4682  * and should be ignored.
4683  */
4684 void
4685 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4686 {
4687         vm_object_t obj;
4688         vm_ooffset_t foff;
4689         vm_page_t m;
4690         int i;
4691         bool bogus;
4692
4693         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4694                 return;
4695
4696         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4697         foff = bp->b_offset;
4698         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4699             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4700         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4701                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4702                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4703         }
4704         if (bp->b_bufsize != 0)
4705                 vfs_setdirty_range(bp);
4706         bogus = false;
4707         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4708                 m = bp->b_pages[i];
4709                 vm_page_assert_sbusied(m);
4710
4711                 /*
4712                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4713                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4714                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4715                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4716                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4717                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4718                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4719                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4720                  * first place ).  The replacement prevents the read
4721                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4722                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4723                  * It may not work properly with small-block devices.
4724                  * We need to find a better way.
4725                  */
4726                 if (clear_modify) {
4727                         pmap_remove_write(m);
4728                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4729                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4730                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4731                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4732                         bogus = true;
4733                 }
4734                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4735         }
4736         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4737                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4738                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4739                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4740         }
4741 }
4742
4743 /*
4744  *      vfs_bio_set_valid:
4745  *
4746  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4747  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4748  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4749  *      page.
4750  */
4751 void
4752 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4753 {
4754         int i, n;
4755         vm_page_t m;
4756
4757         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4758                 return;
4759
4760         /*
4761          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4762          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4763          * first page that can be validated.
4764          */
4765         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4766         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4767
4768         /*
4769          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4770          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4771          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4772          * other page validation.
4773          */
4774         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4775         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4776                 m = bp->b_pages[i];
4777                 if (n > size)
4778                         n = size;
4779                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4780                 base += n;
4781                 size -= n;
4782                 n = PAGE_SIZE;
4783         }
4784         vfs_busy_pages_release(bp);
4785 }
4786
4787 /*
4788  *      vfs_bio_clrbuf:
4789  *
4790  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4791  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4792  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4793  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4794  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4795  *
4796  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4797  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4798  */
4799 void
4800 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4801 {
4802         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4803
4804         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4805                 clrbuf(bp);
4806                 return;
4807         }
4808         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4809         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4810         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4811         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4812         slide = 0;
4813         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4814                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4815                 ea = slide & PAGE_MASK;
4816                 if (ea == 0)
4817                         ea = PAGE_SIZE;
4818                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4819                         continue;
4820                 j = sa / DEV_BSIZE;
4821                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4822                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4823                         continue;
4824                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4825                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4826                 else {
4827                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4828                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4829                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4830                                             sa, DEV_BSIZE);
4831                                 }
4832                         }
4833                 }
4834                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4835                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4836         }
4837         vfs_busy_pages_release(bp);
4838         bp->b_resid = 0;
4839 }
4840
4841 void
4842 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4843 {
4844         vm_page_t m;
4845         int i, n;
4846
4847         if (buf_mapped(bp)) {
4848                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4849                 bzero(bp->b_data + base, size);
4850         } else {
4851                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4852                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4853                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4854                         m = bp->b_pages[i];
4855                         if (n > size)
4856                                 n = size;
4857                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4858                         base += n;
4859                         size -= n;
4860                         n = PAGE_SIZE;
4861                 }
4862         }
4863 }
4864
4865 /*
4866  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4867  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4868  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4869  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4870  */
4871 static void
4872 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4873 {
4874
4875         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4876             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4877
4878         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4879                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4880         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4881                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4882         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4883                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4884                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4885                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4886                 if (release)
4887                         brelse(bp);
4888         } else if (release)
4889                 bqrelse(bp);
4890 }
4891
4892 void
4893 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4894 {
4895
4896         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4897 }
4898
4899 void
4900 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4901 {
4902
4903         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4904 }
4905
4906 /*
4907  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4908  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4909  * not associated with a file object.
4910  */
4911 static void
4912 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4913 {
4914         vm_offset_t pg;
4915         vm_page_t p;
4916         int index;
4917
4918         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4919
4920         to = round_page(to);
4921         from = round_page(from);
4922         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4923         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4924         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4925             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4926             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4927
4928         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4929                 /*
4930                  * note: must allocate system pages since blocking here
4931                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4932                  * process we are.
4933                  */
4934                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4935                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4936                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4937                 bp->b_pages[index] = p;
4938         }
4939         bp->b_npages = index;
4940 }
4941
4942 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4943 static void
4944 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4945 {
4946         vm_offset_t from;
4947         vm_page_t p;
4948         int index, newnpages;
4949
4950         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4951
4952         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4953         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4954         if (bp->b_npages > newnpages)
4955                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4956         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4957                 p = bp->b_pages[index];
4958                 bp->b_pages[index] = NULL;
4959                 vm_page_unwire_noq(p);
4960                 vm_page_free(p);
4961         }
4962         bp->b_npages = newnpages;
4963 }
4964
4965 /*
4966  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4967  *
4968  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4969  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4970  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4971  *
4972  * Note that even if the caller determines that the address space should
4973  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4974  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4975  * check the return value.
4976  *
4977  * This function only works with pager buffers.
4978  */
4979 int
4980 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
4981 {
4982         vm_prot_t prot;
4983         int pidx;
4984
4985         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
4986         prot = VM_PROT_READ;
4987         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4988                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4989         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4990             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
4991         if (pidx < 0)
4992                 return (-1);
4993         bp->b_bufsize = len;
4994         bp->b_npages = pidx;
4995         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
4996         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4997                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4998                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4999         } else
5000                 bp->b_data = unmapped_buf;
5001         return (0);
5002 }
5003
5004 /*
5005  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5006  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5007  *
5008  * This function only works with pager buffers.
5009  */
5010 void
5011 vunmapbuf(struct buf *bp)
5012 {
5013         int npages;
5014
5015         npages = bp->b_npages;
5016         if (buf_mapped(bp))
5017                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5018         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5019
5020         bp->b_data = unmapped_buf;
5021 }
5022
5023 void
5024 bdone(struct buf *bp)
5025 {
5026         struct mtx *mtxp;
5027
5028         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5029         mtx_lock(mtxp);
5030         bp->b_flags |= B_DONE;
5031         wakeup(bp);
5032         mtx_unlock(mtxp);
5033 }
5034
5035 void
5036 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5037 {
5038         struct mtx *mtxp;
5039
5040         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5041         mtx_lock(mtxp);
5042         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5043                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5044         mtx_unlock(mtxp);
5045 }
5046
5047 int
5048 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5049 {
5050
5051         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5052 }
5053
5054 void
5055 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5056 {
5057         int i __unused;
5058         struct vnode *vp;
5059
5060         vp = bp->b_vp;
5061         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5062         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5063             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5064         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5065         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5066 }
5067
5068 /*
5069  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5070  */
5071 void
5072 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5073 {
5074         static volatile int bufobj_cleanq;
5075
5076         bo->bo_domain =
5077             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5078         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5079         bo->bo_private = private;
5080         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5081         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5082 }
5083
5084 void
5085 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5086 {
5087
5088         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5089         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5090         bo->bo_numoutput++;
5091 }
5092
5093 void
5094 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5095 {
5096
5097         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5098         BO_LOCK(bo);
5099         bo->bo_numoutput++;
5100         BO_UNLOCK(bo);
5101 }
5102
5103 void
5104 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5105 {
5106
5107         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5108         BO_LOCK(bo);
5109         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5110         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5111                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5112                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5113         }
5114         BO_UNLOCK(bo);
5115 }
5116
5117 int
5118 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5119 {
5120         int error;
5121
5122         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5123         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5124         error = 0;
5125         while (bo->bo_numoutput) {
5126                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5127                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5128                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5129                 if (error)
5130                         break;
5131         }
5132         return (error);
5133 }
5134
5135 /*
5136  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5137  */
5138 void
5139 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5140 {
5141
5142         if (!buf_mapped(bp)) {
5143                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5144                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5145                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5146                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5147                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5148                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5149                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5150                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5151                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5152                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5153         } else {
5154                 bip->bio_data = bp->b_data;
5155                 bip->bio_ma = NULL;
5156         }
5157 }
5158
5159 /*
5160  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5161  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5162  * to data corruption.
5163  *
5164  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5165  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5166  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5167  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5168  *
5169  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5170  * earlier chips, it should be flipped back off.
5171  */
5172 #ifdef  __mips__
5173 static int buf_pager_relbuf = 1;
5174 #else
5175 static int buf_pager_relbuf = 0;
5176 #endif
5177 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5178     &buf_pager_relbuf, 0,
5179     "Make buffer pager release buffers after reading");
5180
5181 /*
5182  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5183  *
5184  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5185  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5186  * device block size is greater than the machine page size.  The
5187  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5188  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5189  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5190  * pages.
5191  *
5192  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5193  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5194  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5195  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5196  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5197  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5198  */
5199 int
5200 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5201     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5202     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5203 {
5204         vm_page_t m;
5205         vm_object_t object;
5206         struct buf *bp;
5207         struct mount *mp;
5208         daddr_t lbn, lbnp;
5209         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5210         long bo_bs, bsize;
5211         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5212         bool redo, lpart;
5213
5214         object = vp->v_object;
5215         mp = vp->v_mount;
5216         error = 0;
5217         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5218         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5219                 return (VM_PAGER_BAD);
5220
5221         /*
5222          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5223          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5224          * and the start of the potential read-ahead region.
5225          */
5226         la += PAGE_SIZE;
5227         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5228         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5229             &bo_bs);
5230         if (error != 0)
5231                 return (VM_PAGER_ERROR);
5232
5233         /*
5234          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5235          */
5236         pgsin = count;
5237         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5238         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5239         pgsin += pgsin_b;
5240         if (rbehind != NULL)
5241                 *rbehind = pgsin_b;
5242         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5243         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5244                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5245                     PAGE_SIZE) - la);
5246         pgsin += pgsin_a;
5247         if (rahead != NULL)
5248                 *rahead = pgsin_a;
5249         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5250         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5251
5252         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5253             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5254 again:
5255         for (i = 0; i < count; i++) {
5256                 if (ma[i] != bogus_page)
5257                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5258         }
5259
5260         lbnp = -1;
5261         for (i = 0; i < count; i++) {
5262                 m = ma[i];
5263                 if (m == bogus_page)
5264                         continue;
5265
5266                 /*
5267                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5268                  * owned, which together allow for the pages'
5269                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5270                  * useless creation of the buffer for the most typical
5271                  * case when invalidation is not used in redo or for
5272                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5273                  * the end of the function catches the race in a
5274                  * reliable way (protected by the object lock).
5275                  */
5276                 if (vm_page_all_valid(m))
5277                         continue;
5278
5279                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5280                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5281                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5282                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5283                         if (lbn == lbnp)
5284                                 goto next_page;
5285                         lbnp = lbn;
5286
5287                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5288                         if (error == 0)
5289                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5290                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5291                         if (error != 0)
5292                                 goto end_pages;
5293                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5294                                 crfree(bp->b_rcred);
5295                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5296                         }
5297                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5298                                 /*
5299                                  * Invalidation clears m->valid, but
5300                                  * may leave B_CACHE flag if the
5301                                  * buffer existed at the invalidation
5302                                  * time.  In this case, recycle the
5303                                  * buffer to do real read on next
5304                                  * bread() after redo.
5305                                  *
5306                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5307                                  * necessary, enable to reduce buf
5308                                  * cache pressure.
5309                                  */
5310                                 if (buf_pager_relbuf ||
5311                                     !vm_page_all_valid(m))
5312                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5313
5314                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5315                                 brelse(bp);
5316                         } else {
5317                                 bqrelse(bp);
5318                         }
5319                 }
5320                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5321                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5322                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5323                 if (i == count - 1 && lpart) {
5324                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5325                             !vm_page_all_valid(m))
5326                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5327                 }
5328 next_page:;
5329         }
5330 end_pages:
5331
5332         redo = false;
5333         for (i = 0; i < count; i++) {
5334                 if (ma[i] == bogus_page)
5335                         continue;
5336                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5337                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5338                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5339                             VM_ALLOC_NORMAL);
5340                 }
5341
5342                 /*
5343                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5344                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5345                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5346                  * relinguish, they could have been invalidated.
5347                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5348                  *
5349                  * Note that the last page is made fully valid in the
5350                  * read loop, and partial validity for the page at
5351                  * index count - 1 could mean that the page was
5352                  * invalidated or removed, so we must restart for
5353                  * safety as well.
5354                  */
5355                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5356                         redo = true;
5357         }
5358         if (redo && error == 0)
5359                 goto again;
5360         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5361 }
5362
5363 #include "opt_ddb.h"
5364 #ifdef DDB
5365 #include <ddb/ddb.h>
5366
5367 /* DDB command to show buffer data */
5368 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5369 {
5370         /* get args */
5371         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5372 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5373         uint32_t i, j;
5374 #endif
5375
5376         if (!have_addr) {
5377                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5378                 return;
5379         }
5380
5381         db_printf("buf at %p\n", bp);
5382         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5383             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5384             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5385         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5386             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5387             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5388         db_printf(
5389             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5390             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5391             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5392             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5393             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5394             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5395         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5396             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5397         if (bp->b_npages) {
5398                 int i;
5399                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5400                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5401                         vm_page_t m;
5402                         m = bp->b_pages[i];
5403                         if (m != NULL)
5404                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5405                                     (u_long)m->pindex,
5406                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5407                         else
5408                                 db_printf("( ??? )");
5409                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5410                                 db_printf(",");
5411                 }
5412                 db_printf("\n");
5413         }
5414         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5415 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5416         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5417
5418         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5419         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5420                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5421                         continue;
5422                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5423                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5424         }
5425 #elif defined(BUF_TRACKING)
5426         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5427 #endif
5428         db_printf(" ");
5429 }
5430
5431 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5432 {
5433         struct bufdomain *bd;
5434         struct buf *bp;
5435         long total;
5436         int i, j, cnt;
5437
5438         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5439
5440         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5441                 bd = &bdomain[i];
5442                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5443                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5444                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5445                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5446                 db_printf("\n");
5447                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5448                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5449                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5450                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5451                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5452                 db_printf("\n");
5453                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5454                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5455                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5456                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5457                 db_printf("\n");
5458                 total = 0;
5459                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5460                         total += bp->b_bufsize;
5461                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5462                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5463                 total = 0;
5464                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5465                         total += bp->b_bufsize;
5466                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5467                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5468                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5469                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5470                 db_printf("\tCPU ");
5471                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5472                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5473                 db_printf("\n");
5474                 cnt = 0;
5475                 total = 0;
5476                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5477                         bp = nbufp(j);
5478                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5479                                 cnt++;
5480                                 total += bp->b_bufsize;
5481                         }
5482                 }
5483                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5484                 cnt = 0;
5485                 total = 0;
5486                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5487                         bp = nbufp(j);
5488                         if (bp->b_domain == i) {
5489                                 cnt++;
5490                                 total += bp->b_bufsize;
5491                         }
5492                 }
5493                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5494         }
5495 }
5496
5497 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5498 {
5499         struct buf *bp;
5500         int i;
5501
5502         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5503                 bp = nbufp(i);
5504                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5505                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5506                         db_printf("\n");
5507                         if (db_pager_quit)
5508                                 break;
5509                 }
5510         }
5511 }
5512
5513 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5514 {
5515         struct vnode *vp;
5516         struct buf *bp;
5517
5518         if (!have_addr) {
5519                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5520                 return;
5521         }
5522         vp = (struct vnode *)addr;
5523         db_printf("Clean buffers:\n");
5524         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5525                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5526                 db_printf("\n");
5527         }
5528         db_printf("Dirty buffers:\n");
5529         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5530                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5531                 db_printf("\n");
5532         }
5533 }
5534
5535 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5536 {
5537         struct buf *bp;
5538         int i, used = 0, nfree = 0;
5539
5540         if (have_addr) {
5541                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5542                 return;
5543         }
5544
5545         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5546                 bp = nbufp(i);
5547                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5548                         nfree++;
5549                 else
5550                         used++;
5551         }
5552
5553         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5554             nfree + used);
5555         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5556 }
5557 #endif /* DDB */