]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
zfs: merge openzfs/zfs@3522f57b6 (master)
[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 #ifdef KASAN
1048         /*
1049          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1050          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1051          */
1052         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1053             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1054 #endif
1055
1056         /*
1057          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1058          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1059          */
1060         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1061
1062         maxbcachebuf_adjust();
1063         /*
1064          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1065          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1066          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1067          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1068          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1069          * maxbcache bytes.
1070          *
1071          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1072          */
1073         if (nbuf == 0) {
1074                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1075
1076                 nbuf = 50;
1077                 if (physmem_est > 4096)
1078                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1079                             65536 / factor);
1080                 if (physmem_est > 65536)
1081                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1082                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1083
1084                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1085                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1086                 tuned_nbuf = 1;
1087         } else
1088                 tuned_nbuf = 0;
1089
1090         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1091         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1092         if (nbuf > maxbuf) {
1093                 if (!tuned_nbuf)
1094                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1095                             maxbuf);
1096                 nbuf = maxbuf;
1097         }
1098
1099         /*
1100          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1101          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1102          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1103          *
1104          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1105          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1106          * maximum buffer map extent on the platform.
1107          *
1108          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1109          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1110          * with ample KVA space.
1111          */
1112         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1113                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1114                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1115                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1116                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1117                         /*
1118                          * There is more KVA than memory.  Do not
1119                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1120                          * of maxbuf to transient map.
1121                          */
1122                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1123                 } else {
1124                         /*
1125                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1126                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1127                          * the buffer map to the transient bio map.
1128                          */
1129                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1130                         buf_sz -= biotmap_sz;
1131                 }
1132                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1133                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1134                 else
1135                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1136                 /*
1137                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1138                  * using the transient mapping.
1139                  */
1140                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1141                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1142                 if (tuned_nbuf)
1143                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1144         }
1145
1146         if (nswbuf == 0) {
1147                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1148                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1149                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Reserve space for the buffer cache buffers
1154          */
1155         buf = (char *)v;
1156         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1157             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1158
1159         return (v);
1160 }
1161
1162 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1163 void
1164 bufinit(void)
1165 {
1166         struct buf *bp;
1167         int i;
1168
1169         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1170             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1171             MAXBSIZE));
1172         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1173         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1174         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1175         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1176
1177         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1178
1179         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1180         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1181                 bp = nbufp(i);
1182                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1183                 bp->b_flags = B_INVAL;
1184                 bp->b_rcred = NOCRED;
1185                 bp->b_wcred = NOCRED;
1186                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1187                 bp->b_domain = -1;
1188                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1189                 bp->b_xflags = 0;
1190                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1191                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1192                 BUF_LOCKINIT(bp);
1193                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1194         }
1195
1196         /*
1197          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1198          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1199          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1200          * used by most other requests.  The differential is required to 
1201          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1202          *
1203          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1204          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1205          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1206          * PAGE_SIZE.
1207          */
1208         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1209         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1210         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1211         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1212
1213         /*
1214          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1215          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1216          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1217          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1218          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1219          * hirunningspace.
1220          */
1221         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1222             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1223         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1224
1225         /*
1226          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1227          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1228          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1229          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1230          * average (small) directories.
1231          */
1232         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1233
1234         /*
1235          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1236          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1237          */
1238         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1239         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1240         /*
1241          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1242          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1243          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1244          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1245          */
1246         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1247                 hidirtybuffers >>= 1;
1248         }
1249         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1250
1251         /*
1252          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1253          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1254          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1255          * on other cpus.
1256          *
1257          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1258          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1259          */
1260         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1261         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1262         numfreebuffers = nbuf;
1263
1264         /* Setup the kva and free list allocators. */
1265         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1266         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1267             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1268             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1269
1270         /*
1271          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1272          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1273          * concurrency but less accurate LRU.
1274          */
1275         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1276         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1277                 struct bufdomain *bd;
1278
1279                 bd = &bdomain[i];
1280                 bd_init(bd);
1281                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1282                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1283                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1284                 bd->bd_bufspace = 0;
1285                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1286                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1287                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1288                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1289                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1290                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1291                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1292                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1293                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1294                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1295         }
1296         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1297         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1298         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1299         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1300         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1301         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1302         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1303         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1304 }
1305
1306 #ifdef INVARIANTS
1307 static inline void
1308 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1309 {
1310
1311         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1312             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1313         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1314             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1315         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1316             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1317 }
1318
1319 static inline void
1320 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1321 {
1322
1323         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1324             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1325 }
1326
1327 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1328 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1329 #else
1330 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1331 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1332 #endif
1333
1334 static int
1335 isbufbusy(struct buf *bp)
1336 {
1337         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1338             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1339                 return (1);
1340         return (0);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1345  */
1346 void
1347 bufshutdown(int show_busybufs)
1348 {
1349         static int first_buf_printf = 1;
1350         struct buf *bp;
1351         int i, iter, nbusy, pbusy;
1352 #ifndef PREEMPTION
1353         int subiter;
1354 #endif
1355
1356         /*
1357          * Sync filesystems for shutdown
1358          */
1359         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1360         kern_sync(curthread);
1361
1362         /*
1363          * With soft updates, some buffers that are
1364          * written will be remarked as dirty until other
1365          * buffers are written.
1366          */
1367         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1368                 nbusy = 0;
1369                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1370                         bp = nbufp(i);
1371                         if (isbufbusy(bp))
1372                                 nbusy++;
1373                 }
1374                 if (nbusy == 0) {
1375                         if (first_buf_printf)
1376                                 printf("All buffers synced.");
1377                         break;
1378                 }
1379                 if (first_buf_printf) {
1380                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1381                         first_buf_printf = 0;
1382                 }
1383                 printf("%d ", nbusy);
1384                 if (nbusy < pbusy)
1385                         iter = 0;
1386                 pbusy = nbusy;
1387
1388                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1389                 kern_sync(curthread);
1390
1391 #ifdef PREEMPTION
1392                 /*
1393                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1394                  */
1395                 DELAY(50000 * iter);
1396 #else
1397                 /*
1398                  * Context switch several times to allow interrupt
1399                  * threads to run.
1400                  */
1401                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1402                         thread_lock(curthread);
1403                         mi_switch(SW_VOL);
1404                         DELAY(1000);
1405                 }
1406 #endif
1407         }
1408         printf("\n");
1409         /*
1410          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1411          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1412          */
1413         nbusy = 0;
1414         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1415                 bp = nbufp(i);
1416                 if (isbufbusy(bp)) {
1417 #if 0
1418 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1419                         if (bp->b_dev == NULL) {
1420                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1421                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1422                                 continue;
1423                         }
1424 #endif
1425                         nbusy++;
1426                         if (show_busybufs > 0) {
1427                                 printf(
1428             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1429                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1430                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1431                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1432                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1433                                 if (show_busybufs > 1)
1434                                         vn_printf(bp->b_vp,
1435                                             "vnode content: ");
1436                         }
1437                 }
1438         }
1439         if (nbusy) {
1440                 /*
1441                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1442                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1443                  */
1444                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1445                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1446         } else {
1447                 if (!first_buf_printf)
1448                         printf("Final sync complete\n");
1449                 /*
1450                  * Unmount filesystems
1451                  */
1452                 if (!KERNEL_PANICKED())
1453                         vfs_unmountall();
1454         }
1455         swapoff_all();
1456         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1457 }
1458
1459 static void
1460 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1461 {
1462
1463         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1464
1465         /*
1466          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1467          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1468          */
1469         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1470         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1471         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1472             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1473 }
1474
1475 static inline struct bufdomain *
1476 bufdomain(struct buf *bp)
1477 {
1478
1479         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1480 }
1481
1482 static struct bufqueue *
1483 bufqueue(struct buf *bp)
1484 {
1485
1486         switch (bp->b_qindex) {
1487         case QUEUE_NONE:
1488                 /* FALLTHROUGH */
1489         case QUEUE_SENTINEL:
1490                 return (NULL);
1491         case QUEUE_EMPTY:
1492                 return (&bqempty);
1493         case QUEUE_DIRTY:
1494                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1495         case QUEUE_CLEAN:
1496                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1497         default:
1498                 break;
1499         }
1500         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1501 }
1502
1503 /*
1504  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1505  */
1506 static struct bufqueue *
1507 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1508 {
1509         struct bufqueue *bq, *nbq;
1510
1511         /*
1512          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1513          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1514          * if the queues don't match.
1515          */
1516         bq = bufqueue(bp);
1517         BQ_LOCK(bq);
1518         for (;;) {
1519                 nbq = bufqueue(bp);
1520                 if (bq == nbq)
1521                         break;
1522                 BQ_UNLOCK(bq);
1523                 BQ_LOCK(nbq);
1524                 bq = nbq;
1525         }
1526         return (bq);
1527 }
1528
1529 /*
1530  *      binsfree:
1531  *
1532  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1533  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1534  */
1535 static void
1536 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1537 {
1538         struct bufdomain *bd;
1539         struct bufqueue *bq;
1540
1541         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1542             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1543         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1544
1545         /*
1546          * Handle delayed bremfree() processing.
1547          */
1548         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1549                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1550                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1551                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1552                         BUF_UNLOCK(bp);
1553                         return;
1554                 }
1555                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1556                 bq_remove(bq, bp);
1557                 BQ_UNLOCK(bq);
1558         }
1559         bd = bufdomain(bp);
1560         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1561                 if (bd->bd_lim != 0)
1562                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1563                 else
1564                         bq = bd->bd_cleanq;
1565         } else
1566                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1567         bq_insert(bq, bp, true);
1568 }
1569
1570 /*
1571  * buf_free:
1572  *
1573  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1574  */
1575 static void
1576 buf_free(struct buf *bp)
1577 {
1578
1579         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1580                 bremfreef(bp);
1581         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1582                 panic("losing buffer 1");
1583         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1584                 crfree(bp->b_rcred);
1585                 bp->b_rcred = NOCRED;
1586         }
1587         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1588                 crfree(bp->b_wcred);
1589                 bp->b_wcred = NOCRED;
1590         }
1591         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1592                 buf_deallocate(bp);
1593         bufkva_free(bp);
1594         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1595         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1596         BUF_UNLOCK(bp);
1597         uma_zfree(buf_zone, bp);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * buf_import:
1602  *
1603  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1604  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1605  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1606  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1607  */
1608 static int
1609 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1610 {
1611         struct buf *bp;
1612         int i;
1613
1614         BQ_LOCK(&bqempty);
1615         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1616                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1617                 if (bp == NULL)
1618                         break;
1619                 bq_remove(&bqempty, bp);
1620                 store[i] = bp;
1621         }
1622         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1623
1624         return (i);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * buf_release:
1629  *
1630  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1631  */
1632 static void
1633 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1634 {
1635         struct bufqueue *bq;
1636         struct buf *bp;
1637         int i;
1638
1639         bq = &bqempty;
1640         BQ_LOCK(bq);
1641         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1642                 bp = store[i];
1643                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1644                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1645                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1646                 bq->bq_len++;
1647                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1648         }
1649         BQ_UNLOCK(bq);
1650 }
1651
1652 /*
1653  * buf_alloc:
1654  *
1655  *      Allocate an empty buffer header.
1656  */
1657 static struct buf *
1658 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1659 {
1660         struct buf *bp;
1661         int freebufs, error;
1662
1663         /*
1664          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1665          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1666          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1667          */
1668         bp = NULL;
1669         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1670         if (freebufs > 0)
1671                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1672         if (bp == NULL) {
1673                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1674                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1675                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1676                 return (NULL);
1677         }
1678         /*
1679          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1680          */
1681         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1682                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1683
1684         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1685         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1686             error));
1687         (void)error;
1688
1689         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1690             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1691         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1692             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1693         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1694             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1695         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1696             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1697         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1698         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1699         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1700
1701         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1702         bp->b_flags = 0;
1703         bp->b_ioflags = 0;
1704         bp->b_xflags = 0;
1705         bp->b_vflags = 0;
1706         bp->b_vp = NULL;
1707         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1708         bp->b_offset = NOOFFSET;
1709         bp->b_iodone = 0;
1710         bp->b_error = 0;
1711         bp->b_resid = 0;
1712         bp->b_bcount = 0;
1713         bp->b_npages = 0;
1714         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1715         bp->b_bufobj = NULL;
1716         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1717         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1718         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1719         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1720         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1721
1722         return (bp);
1723 }
1724
1725 /*
1726  *      buf_recycle:
1727  *
1728  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1729  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1730  *      defragmenting.
1731  */
1732 static int
1733 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1734 {
1735         struct bufqueue *bq;
1736         struct buf *bp, *nbp;
1737
1738         if (kva)
1739                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1740         nbp = NULL;
1741         bq = bd->bd_cleanq;
1742         BQ_LOCK(bq);
1743         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1744             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1745         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1746
1747         /*
1748          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1749          * depending.
1750          */
1751         while ((bp = nbp) != NULL) {
1752                 /*
1753                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1754                  * release the bqlock).
1755                  */
1756                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1757
1758                 /*
1759                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1760                  * some kva to reclaim.
1761                  */
1762                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1763                         continue;
1764
1765                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1766                         continue;
1767
1768                 /*
1769                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1770                  * accessed buffers.
1771                  */
1772                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1773                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1774                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1775                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1776                         BUF_UNLOCK(bp);
1777                         continue;
1778                 }
1779
1780                 /*
1781                  * Skip buffers with background writes in progress.
1782                  */
1783                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1784                         BUF_UNLOCK(bp);
1785                         continue;
1786                 }
1787
1788                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1789                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1790                     bp->b_qindex, bp));
1791                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1792                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1793                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1794                 /*
1795                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1796                  * the scan from this point on.
1797                  */
1798                 bq_remove(bq, bp);
1799                 BQ_UNLOCK(bq);
1800
1801                 /*
1802                  * Requeue the background write buffer with error and
1803                  * restart the scan.
1804                  */
1805                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1806                         bqrelse(bp);
1807                         BQ_LOCK(bq);
1808                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1809                         continue;
1810                 }
1811                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1812                 brelse(bp);
1813                 return (0);
1814         }
1815         bd->bd_wanted = 1;
1816         BQ_UNLOCK(bq);
1817
1818         return (ENOBUFS);
1819 }
1820
1821 /*
1822  *      bremfree:
1823  *
1824  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1825  *
1826  */
1827 void
1828 bremfree(struct buf *bp)
1829 {
1830
1831         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1832         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1833             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1834         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1835             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1836         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1837
1838         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1839 }
1840
1841 /*
1842  *      bremfreef:
1843  *
1844  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1845  *      it abuses the b_freelist pointer.
1846  */
1847 void
1848 bremfreef(struct buf *bp)
1849 {
1850         struct bufqueue *bq;
1851
1852         bq = bufqueue_acquire(bp);
1853         bq_remove(bq, bp);
1854         BQ_UNLOCK(bq);
1855 }
1856
1857 static void
1858 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1859 {
1860
1861         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1862         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1863         bq->bq_len = 0;
1864         bq->bq_index = qindex;
1865         bq->bq_subqueue = subqueue;
1866 }
1867
1868 static void
1869 bd_init(struct bufdomain *bd)
1870 {
1871         int i;
1872
1873         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1874         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1875         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1876         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1877                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1878                     "bufq clean subqueue lock");
1879         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1880 }
1881
1882 /*
1883  *      bq_remove:
1884  *
1885  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1886  *      correct qlock held.
1887  */
1888 static void
1889 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1890 {
1891
1892         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1893             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1894         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1895             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1896         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1897             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1898
1899         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1900         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1901                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1902         }
1903         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1904             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1905         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1906         bq->bq_len--;
1907         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1908         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1909 }
1910
1911 static void
1912 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1913 {
1914         struct buf *bp;
1915
1916         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1917         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1918                 BD_LOCK(bd);
1919                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1920                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1921                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1922                             b_freelist);
1923                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1924                 }
1925                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1926                 bq->bq_len = 0;
1927         }
1928         if (bd->bd_wanted) {
1929                 bd->bd_wanted = 0;
1930                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1931         }
1932         if (bq != bd->bd_cleanq)
1933                 BD_UNLOCK(bd);
1934 }
1935
1936 static int
1937 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1938 {
1939         struct bufqueue *bq;
1940         int flushed;
1941         int i;
1942
1943         if (bd->bd_lim == 0)
1944                 return (0);
1945         flushed = 0;
1946         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1947                 bq = &bd->bd_subq[i];
1948                 if (bq->bq_len == 0)
1949                         continue;
1950                 BQ_LOCK(bq);
1951                 bd_flush(bd, bq);
1952                 BQ_UNLOCK(bq);
1953                 flushed++;
1954         }
1955
1956         return (flushed);
1957 }
1958
1959 static void
1960 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1961 {
1962         struct bufdomain *bd;
1963
1964         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1965                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1966
1967         bd = bufdomain(bp);
1968         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1969                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1970                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1971                         bq = bd->bd_cleanq;
1972                 BQ_LOCK(bq);
1973                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1974         } else {
1975                 BQ_LOCK(bq);
1976                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1977         }
1978         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1979         bq->bq_len++;
1980         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1981         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1982
1983         /*
1984          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1985          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1986          */
1987         if (unlock)
1988                 BUF_UNLOCK(bp);
1989
1990         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1991                 /*
1992                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1993                  */
1994                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1995                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1996                         bd_flush(bd, bq);
1997         }
1998         BQ_UNLOCK(bq);
1999 }
2000
2001 /*
2002  *      bufkva_free:
2003  *
2004  *      Free the kva allocation for a buffer.
2005  *
2006  */
2007 static void
2008 bufkva_free(struct buf *bp)
2009 {
2010
2011 #ifdef INVARIANTS
2012         if (bp->b_kvasize == 0) {
2013                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2014                     bp->b_data == unmapped_buf,
2015                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2016         } else if (buf_mapped(bp))
2017                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2018         else
2019                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2020 #endif
2021         if (bp->b_kvasize == 0)
2022                 return;
2023
2024         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2025         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2026         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2027         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2028         bp->b_kvasize = 0;
2029 }
2030
2031 /*
2032  *      bufkva_alloc:
2033  *
2034  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2035  */
2036 static int
2037 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2038 {
2039         vm_offset_t addr;
2040         int error;
2041
2042         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2043             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2044         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2045         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2046             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2047
2048         bufkva_free(bp);
2049
2050         addr = 0;
2051         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2052         if (error != 0) {
2053                 /*
2054                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2055                  * to defragment the map.
2056                  */
2057                 return (error);
2058         }
2059         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2060         bp->b_kvasize = maxsize;
2061         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2062         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2063                 bp->b_data = unmapped_buf;
2064                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2065         } else {
2066                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2067                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2068         }
2069         return (0);
2070 }
2071
2072 /*
2073  *      bufkva_reclaim:
2074  *
2075  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2076  *      callback that fires to avoid returning failure.
2077  */
2078 static void
2079 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2080 {
2081         bool done;
2082         int q;
2083         int i;
2084
2085         done = false;
2086         for (i = 0; i < 5; i++) {
2087                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2088                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2089                                 done = true;
2090                 if (done)
2091                         break;
2092         }
2093         return;
2094 }
2095
2096 /*
2097  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2098  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2099  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2100  */
2101 static void
2102 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2103     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2104 {
2105         struct buf *rabp;
2106         struct thread *td;
2107         int i;
2108
2109         td = curthread;
2110
2111         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2112                 if (inmem(vp, *rablkno))
2113                         continue;
2114                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2115                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2116                         brelse(rabp);
2117                         continue;
2118                 }
2119 #ifdef RACCT
2120                 if (racct_enable) {
2121                         PROC_LOCK(curproc);
2122                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2123                         PROC_UNLOCK(curproc);
2124                 }
2125 #endif /* RACCT */
2126                 td->td_ru.ru_inblock++;
2127                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2128                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2129                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2130                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2131                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2132                 }
2133                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2134                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2135                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2136                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2137                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2138                 BUF_KERNPROC(rabp);
2139                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2140                 bstrategy(rabp);
2141         }
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2146  *
2147  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2148  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2149  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2150  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2151  *
2152  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2153  *
2154  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2155  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2156  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2157  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2158  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2159  * for blkno and dblkno.
2160  */
2161 int
2162 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2163     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2164     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2165 {
2166         struct buf *bp;
2167         struct thread *td;
2168         int error, readwait, rv;
2169
2170         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2171         td = curthread;
2172         /*
2173          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2174          * are specified.
2175          */
2176         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2177         if (error != 0) {
2178                 *bpp = NULL;
2179                 return (error);
2180         }
2181         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2182             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2183             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2184         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2185         *bpp = bp;
2186
2187         /*
2188          * If not found in cache, do some I/O
2189          */
2190         readwait = 0;
2191         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2192 #ifdef RACCT
2193                 if (racct_enable) {
2194                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2195                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2196                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2197                 }
2198 #endif /* RACCT */
2199                 td->td_ru.ru_inblock++;
2200                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2201                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2202                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2203                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2204                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2205                 }
2206                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2207                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2208                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2209                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2210                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2211                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2212                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2213                 bstrategy(bp);
2214                 ++readwait;
2215         }
2216
2217         /*
2218          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2219          */
2220         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2221
2222         rv = 0;
2223         if (readwait) {
2224                 rv = bufwait(bp);
2225                 if (rv != 0) {
2226                         brelse(bp);
2227                         *bpp = NULL;
2228                 }
2229         }
2230         return (rv);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2235  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2236  * is invalid.
2237  *
2238  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2239  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2240  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2241  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2242  * here.
2243  */
2244 int
2245 bufwrite(struct buf *bp)
2246 {
2247         int oldflags;
2248         struct vnode *vp;
2249         long space;
2250         int vp_md;
2251
2252         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2253         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2254                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2255                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2256                 brelse(bp);
2257                 return (ENXIO);
2258         }
2259         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2260                 brelse(bp);
2261                 return (0);
2262         }
2263
2264         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2265                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2266
2267         oldflags = bp->b_flags;
2268
2269         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2270             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2271
2272         vp = bp->b_vp;
2273         if (vp)
2274                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2275         else
2276                 vp_md = 0;
2277
2278         /*
2279          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2280          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2281          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2282          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2283          */
2284         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2285         bundirty(bp);
2286
2287         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2288         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2289         bp->b_flags |= B_CACHE;
2290         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2291
2292         vfs_busy_pages(bp, 1);
2293
2294         /*
2295          * Normal bwrites pipeline writes
2296          */
2297         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2298         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2299
2300 #ifdef RACCT
2301         if (racct_enable) {
2302                 PROC_LOCK(curproc);
2303                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2304                 PROC_UNLOCK(curproc);
2305         }
2306 #endif /* RACCT */
2307         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2308         if (oldflags & B_ASYNC)
2309                 BUF_KERNPROC(bp);
2310         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2311         buf_track(bp, __func__);
2312         bstrategy(bp);
2313
2314         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2315                 int rtval = bufwait(bp);
2316                 brelse(bp);
2317                 return (rtval);
2318         } else if (space > hirunningspace) {
2319                 /*
2320                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2321                  * system.  We will not deadlock here because
2322                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2323                  * to complete. We do not block here if it is the update
2324                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2325                  * to deadlock.
2326                  */
2327                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2328                         waitrunningbufspace();
2329         }
2330
2331         return (0);
2332 }
2333
2334 void
2335 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2336 {
2337         struct buf *nbp;
2338         struct bufdomain *bd;
2339
2340         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2341         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2342                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2343                 altbufferflushes++;
2344         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2345                 BO_LOCK(bo);
2346                 /*
2347                  * Try to find a buffer to flush.
2348                  */
2349                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2350                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2351                             BUF_LOCK(nbp,
2352                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2353                                 continue;
2354                         if (bp == nbp)
2355                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2356                         BO_UNLOCK(bo);
2357                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2358                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2359                                 BO_LOCK(bo);
2360                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2361                                 continue;
2362                         }
2363                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2364                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2365                         } else {
2366                                 bremfree(nbp);
2367                                 bawrite(nbp);
2368                         }
2369                         dirtybufferflushes++;
2370                         break;
2371                 }
2372                 if (nbp == NULL)
2373                         BO_UNLOCK(bo);
2374         }
2375 }
2376
2377 /*
2378  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2379  * anything if the buffer is marked invalid.
2380  *
2381  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2382  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2383  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2384  * out synchronously.
2385  */
2386 void
2387 bdwrite(struct buf *bp)
2388 {
2389         struct thread *td = curthread;
2390         struct vnode *vp;
2391         struct bufobj *bo;
2392
2393         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2394         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2395         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2396             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2397
2398         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2399                 brelse(bp);
2400                 return;
2401         }
2402
2403         /*
2404          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2405          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2406          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2407          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2408          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2409          */
2410         vp = bp->b_vp;
2411         bo = bp->b_bufobj;
2412         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2413                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2414                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2415                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2416         } else
2417                 recursiveflushes++;
2418
2419         bdirty(bp);
2420         /*
2421          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2422          * true even of NFS now.
2423          */
2424         bp->b_flags |= B_CACHE;
2425
2426         /*
2427          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2428          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2429          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2430          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2431          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2432          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2433          * the bmap then...  So, this is important to do.
2434          */
2435         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2436                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2437         }
2438
2439         buf_track(bp, __func__);
2440
2441         /*
2442          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2443          * pages.
2444          *
2445          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2446          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2447          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2448          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2449          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2450          * or perhaps the cluster will be completed.
2451          */
2452         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2453         bqrelse(bp);
2454
2455         /*
2456          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2457          * due to the softdep code.
2458          */
2459 }
2460
2461 /*
2462  *      bdirty:
2463  *
2464  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2465  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2466  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2467  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2468  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2469  *
2470  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2471  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2472  *      should only be called if the buffer is known-good.
2473  *
2474  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2475  *      count.
2476  *
2477  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2478  */
2479 void
2480 bdirty(struct buf *bp)
2481 {
2482
2483         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2484             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2485         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2486         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2487             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2488         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2489         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2490
2491         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2492                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2493                 reassignbuf(bp);
2494                 bdirtyadd(bp);
2495         }
2496 }
2497
2498 /*
2499  *      bundirty:
2500  *
2501  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2502  *
2503  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2504  *      count.
2505  *
2506  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2507  */
2508
2509 void
2510 bundirty(struct buf *bp)
2511 {
2512
2513         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2514         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2515         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2516             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2517
2518         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2519                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2520                 reassignbuf(bp);
2521                 bdirtysub(bp);
2522         }
2523         /*
2524          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2525          */
2526         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2527 }
2528
2529 /*
2530  *      bawrite:
2531  *
2532  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2533  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2534  *
2535  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2536  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2537  */
2538 void
2539 bawrite(struct buf *bp)
2540 {
2541
2542         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2543         (void) bwrite(bp);
2544 }
2545
2546 /*
2547  *      babarrierwrite:
2548  *
2549  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2550  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2551  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2552  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2553  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2554  */
2555 void
2556 babarrierwrite(struct buf *bp)
2557 {
2558
2559         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2560         (void) bwrite(bp);
2561 }
2562
2563 /*
2564  *      bbarrierwrite:
2565  *
2566  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2567  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2568  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2569  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2570  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2571  */
2572 int
2573 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2574 {
2575
2576         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2577         return (bwrite(bp));
2578 }
2579
2580 /*
2581  *      bwillwrite:
2582  *
2583  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2584  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2585  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2586  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2587  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2588  */
2589 void
2590 bwillwrite(void)
2591 {
2592
2593         if (buf_dirty_count_severe()) {
2594                 mtx_lock(&bdirtylock);
2595                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2596                         bdirtywait = 1;
2597                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2598                             "flswai", 0);
2599                 }
2600                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2601         }
2602 }
2603
2604 /*
2605  * Return true if we have too many dirty buffers.
2606  */
2607 int
2608 buf_dirty_count_severe(void)
2609 {
2610
2611         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2612 }
2613
2614 /*
2615  *      brelse:
2616  *
2617  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2618  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2619  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2620  */
2621 void
2622 brelse(struct buf *bp)
2623 {
2624         struct mount *v_mnt;
2625         int qindex;
2626
2627         /*
2628          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2629          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2630          */
2631         if (bp == NULL)
2632                 return;
2633         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2634             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2635         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2636             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2637         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2638             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2639
2640         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2641                 /*
2642                  * Do not process, in particular, do not handle the
2643                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2644                  */
2645                 BUF_UNLOCK(bp);
2646                 return;
2647         }
2648
2649         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2650                 bqrelse(bp);
2651                 return;
2652         }
2653
2654         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2655                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2656         } else {
2657                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2658                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2659         }
2660
2661         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2662                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2663                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2664                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2665                 bdirty(bp);
2666         }
2667
2668         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2669             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2670                 /*
2671                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2672                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2673                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2674                  * freed.
2675                  */
2676                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2677                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2678         }
2679
2680         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2681             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2682             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2683                 /*
2684                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2685                  * means the device is gone) are treated as being
2686                  * transient.
2687                  *
2688                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2689                  * contract with the local storage device drivers is that
2690                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2691                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2692                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2693                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2694                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2695                  * this entire case should be made obsolete through better
2696                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2697                  *
2698                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2699                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2700                  * to access the buffer to untangle them.
2701                  *
2702                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2703                  */
2704                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2705                 bdirty(bp);
2706         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2707             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2708                 /*
2709                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2710                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2711                  * no longer present.
2712                  */
2713                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2714                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2715                         buf_deallocate(bp);
2716                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2717                         bdirtysub(bp);
2718                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2719                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2720                         allocbuf(bp, 0);
2721                         if (bp->b_vp)
2722                                 brelvp(bp);
2723                 }
2724         }
2725
2726         /*
2727          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2728          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2729          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2730          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2731          * 
2732          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2733          * if B_DELWRI is set.
2734          */
2735         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2736                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2737
2738         /*
2739          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2740          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2741          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2742          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2743          *
2744          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2745          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2746          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2747          *
2748          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2749          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2750          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2751          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2752          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2753          * background write.
2754          */
2755
2756         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2757
2758         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2759             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2760             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2761             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2762                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2763                 allocbuf(bp, 0);
2764         }
2765
2766         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2767             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2768                 allocbuf(bp, 0);
2769                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2770                 if (bp->b_vp != NULL)
2771                         brelvp(bp);
2772         }
2773
2774         /*
2775          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2776          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2777          * doesn't find it.
2778          */
2779         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2780             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2781                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2782         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2783                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2784                         bundirty(bp);
2785                 if (bp->b_vp)
2786                         brelvp(bp);
2787         }
2788
2789         buf_track(bp, __func__);
2790
2791         /* buffers with no memory */
2792         if (bp->b_bufsize == 0) {
2793                 buf_free(bp);
2794                 return;
2795         }
2796         /* buffers with junk contents */
2797         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2798             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2799                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2800                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2801                         panic("losing buffer 2");
2802                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2803                 bp->b_flags |= B_AGE;
2804         /* remaining buffers */
2805         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2806                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2807         else
2808                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2809
2810         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2811                 panic("brelse: not dirty");
2812
2813         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2814         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2815         /* binsfree unlocks bp. */
2816         binsfree(bp, qindex);
2817 }
2818
2819 /*
2820  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2821  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2822  *
2823  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2824  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2825  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2826  * again soon.
2827  *
2828  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2829  */
2830 void
2831 bqrelse(struct buf *bp)
2832 {
2833         int qindex;
2834
2835         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2836         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2837             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2838
2839         qindex = QUEUE_NONE;
2840         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2841                 /* do not release to free list */
2842                 BUF_UNLOCK(bp);
2843                 return;
2844         }
2845         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2846         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2847
2848         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2849                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2850         } else {
2851                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2852                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2853         }
2854
2855         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2856                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2857                         bremfreef(bp);
2858                 goto out;
2859         }
2860
2861         /* buffers with stale but valid contents */
2862         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2863             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2864                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2865                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2866                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2867                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2868         } else {
2869                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2870                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2871                         panic("bqrelse: not dirty");
2872                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2873                         brelse(bp);
2874                         return;
2875                 }
2876                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2877         }
2878         buf_track(bp, __func__);
2879         /* binsfree unlocks bp. */
2880         binsfree(bp, qindex);
2881         return;
2882
2883 out:
2884         buf_track(bp, __func__);
2885         /* unlock */
2886         BUF_UNLOCK(bp);
2887 }
2888
2889 /*
2890  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2891  * restore bogus pages.
2892  */
2893 static void
2894 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2895 {
2896         vm_ooffset_t foff;
2897         vm_page_t m;
2898         vm_object_t obj;
2899         struct vnode *vp __unused;
2900         int i, iosize, resid;
2901         bool bogus;
2902
2903         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2904         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2905             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2906             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2907
2908         vp = bp->b_vp;
2909         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2910         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2911
2912         foff = bp->b_offset;
2913         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2914             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2915
2916         bogus = false;
2917         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2918         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2919                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2920                 if (resid > iosize)
2921                         resid = iosize;
2922
2923                 /*
2924                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2925                  */
2926                 m = bp->b_pages[i];
2927                 if (m == bogus_page) {
2928                         bogus = true;
2929                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2930                         if (m == NULL)
2931                                 panic("biodone: page disappeared!");
2932                         bp->b_pages[i] = m;
2933                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2934                         /*
2935                          * In the write case, the valid and clean bits are
2936                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2937                          * only need to do this here in the read case.
2938                          */
2939                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2940                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2941                             "has unexpected dirty bits", m));
2942                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2943                 }
2944                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2945                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2946                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2947
2948                 vm_page_sunbusy(m);
2949                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2950                 iosize -= resid;
2951         }
2952         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2953         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2954                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2955                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2956                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2957         }
2958 }
2959
2960 /*
2961  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2962  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2963  */
2964 static void
2965 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2966 {
2967         vm_object_t obj;
2968         vm_page_t m;
2969         int flags, i, resid, poffset, presid;
2970
2971         if (buf_mapped(bp)) {
2972                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2973                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2974         } else
2975                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2976         /*
2977          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2978          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2979          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2980          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2981          *
2982          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2983          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2984          * m->dirty, etc...). 
2985          *
2986          * See man buf(9) for more information
2987          */
2988         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2989         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2990         resid = bp->b_bufsize;
2991         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2992         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2993         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2994                 m = bp->b_pages[i];
2995                 if (m == bogus_page)
2996                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2997                 bp->b_pages[i] = NULL;
2998
2999                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3000                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3001                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3002                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3003                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3004                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3005                 vm_page_sunbusy(m);
3006                 vm_page_release_locked(m, flags);
3007                 resid -= presid;
3008                 poffset = 0;
3009         }
3010         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3011         bp->b_npages = 0;
3012 }
3013
3014 /*
3015  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3016  */
3017 static void
3018 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3019 {
3020         vm_object_t obj;
3021         vm_page_t m;
3022         int flags, i;
3023
3024         if (bp->b_npages == desiredpages)
3025                 return;
3026
3027         if (buf_mapped(bp)) {
3028                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3029                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3030                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3031         } else
3032                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3033
3034         /*
3035          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3036          */
3037         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3038         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3039                 flags |= VPR_TRYFREE;
3040                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3041                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3042         } else {
3043                 obj = NULL;
3044         }
3045         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3046                 m = bp->b_pages[i];
3047                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3048                 bp->b_pages[i] = NULL;
3049                 if (obj != NULL)
3050                         vm_page_release_locked(m, flags);
3051                 else
3052                         vm_page_release(m, flags);
3053         }
3054         if (obj != NULL)
3055                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3056         bp->b_npages = desiredpages;
3057 }
3058
3059 /*
3060  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3061  */
3062 static void
3063 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3064 {
3065         /*
3066          * We are growing the buffer, possibly in a 
3067          * byte-granular fashion.
3068          */
3069         vm_object_t obj;
3070         vm_offset_t toff;
3071         vm_offset_t tinc;
3072         vm_page_t m;
3073
3074         /*
3075          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3076          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3077          * are not valid for the range covered by the buffer.
3078          */
3079         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3080         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3081                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3082                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3083                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3084
3085                 /*
3086                  * We must allocate system pages since blocking
3087                  * here could interfere with paging I/O, no
3088                  * matter which process we are.
3089                  *
3090                  * Only exclusive busy can be tested here.
3091                  * Blocking on shared busy might lead to
3092                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3093                  * pages are vfs_busy_pages().
3094                  */
3095                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3096                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3097                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3098                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3099                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3100                 bp->b_npages = desiredpages;
3101         }
3102
3103         /*
3104          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3105          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3106          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3107          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3108          * aligned range ( newbsize ).
3109          *
3110          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3111          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3112          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3113          * fails with NFS if the server or some other client
3114          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3115          * B_CACHE may remain set! XXX
3116          */
3117         toff = bp->b_bcount;
3118         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3119         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3120                 vm_pindex_t pi;
3121
3122                 if (tinc > (size - toff))
3123                         tinc = size - toff;
3124                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3125                 m = bp->b_pages[pi];
3126                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3127                 toff += tinc;
3128                 tinc = PAGE_SIZE;
3129         }
3130
3131         /*
3132          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3133          */
3134         if (buf_mapped(bp))
3135                 bpmap_qenter(bp);
3136         else
3137                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3138 }
3139
3140 /*
3141  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3142  * write.
3143  */
3144 static int
3145 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3146 {
3147         struct buf *bpa;
3148         int match;
3149
3150         match = 0;
3151
3152         /* If the buf isn't in core skip it */
3153         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3154                 return (0);
3155
3156         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3157         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3158                 return (0);
3159
3160         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3161         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3162             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3163                 goto done;
3164
3165         if (bpa->b_bufsize != size)
3166                 goto done;
3167
3168         /*
3169          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3170          * block has been mapped.
3171          */
3172         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3173                 match = 1;
3174 done:
3175         BUF_UNLOCK(bpa);
3176         return (match);
3177 }
3178
3179 /*
3180  *      vfs_bio_awrite:
3181  *
3182  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3183  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3184  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3185  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3186  */
3187 int
3188 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3189 {
3190         struct bufobj *bo;
3191         int i;
3192         int j;
3193         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3194         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3195         int ncl;
3196         int nwritten;
3197         int size;
3198         int maxcl;
3199         int gbflags;
3200
3201         bo = &vp->v_bufobj;
3202         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3203         /*
3204          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3205          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3206          * rather then at the beginning.
3207          */
3208         if ((vp->v_type == VREG) && 
3209             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3210             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3211                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3212                 maxcl = maxphys / size;
3213
3214                 BO_RLOCK(bo);
3215                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3216                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3217                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3218                                 break;
3219
3220                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3221                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3222                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3223                                 break;
3224                 BO_RUNLOCK(bo);
3225                 --j;
3226                 ncl = i + j;
3227                 /*
3228                  * this is a possible cluster write
3229                  */
3230                 if (ncl != 1) {
3231                         BUF_UNLOCK(bp);
3232                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3233                             gbflags);
3234                         return (nwritten);
3235                 }
3236         }
3237         bremfree(bp);
3238         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3239         /*
3240          * default (old) behavior, writing out only one block
3241          *
3242          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3243          */
3244         nwritten = bp->b_bufsize;
3245         (void) bwrite(bp);
3246
3247         return (nwritten);
3248 }
3249
3250 /*
3251  *      getnewbuf_kva:
3252  *
3253  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3254  */
3255 static int
3256 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3257 {
3258
3259         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3260                 /*
3261                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3262                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3263                  */
3264                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3265
3266                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3267                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3268                         return (ENOSPC);
3269         }
3270         return (0);
3271 }
3272
3273 /*
3274  *      getnewbuf:
3275  *
3276  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3277  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3278  *
3279  *      We block if:
3280  *              We have insufficient buffer headers
3281  *              We have insufficient buffer space
3282  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3283  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3284  *
3285  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3286  *      allocbuf() is called.
3287  */
3288 static struct buf *
3289 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3290 {
3291         struct bufdomain *bd;
3292         struct buf *bp;
3293         bool metadata, reserved;
3294
3295         bp = NULL;
3296         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3297             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3298         if (!unmapped_buf_allowed)
3299                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3300
3301         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3302             vp->v_type == VCHR)
3303                 metadata = true;
3304         else
3305                 metadata = false;
3306         if (vp == NULL)
3307                 bd = &bdomain[0];
3308         else
3309                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3310
3311         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3312         reserved = false;
3313         do {
3314                 if (reserved == false &&
3315                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3316                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3317                         continue;
3318                 }
3319                 reserved = true;
3320                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3321                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3322                         continue;
3323                 }
3324                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3325                         return (bp);
3326                 break;
3327         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3328
3329         if (reserved)
3330                 bufspace_release(bd, maxsize);
3331         if (bp != NULL) {
3332                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3333                 brelse(bp);
3334         }
3335         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3336
3337         return (NULL);
3338 }
3339
3340 /*
3341  *      buf_daemon:
3342  *
3343  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3344  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3345  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3346  */
3347 static struct kproc_desc buf_kp = {
3348         "bufdaemon",
3349         buf_daemon,
3350         &bufdaemonproc
3351 };
3352 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3353
3354 static int
3355 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3356 {
3357         int flushed;
3358
3359         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3360         if (flushed == 0) {
3361                 /*
3362                  * Could not find any buffers without rollback
3363                  * dependencies, so just write the first one
3364                  * in the hopes of eventually making progress.
3365                  */
3366                 if (vp != NULL && target > 2)
3367                         target /= 2;
3368                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3369         }
3370         return (flushed);
3371 }
3372
3373 static void
3374 buf_daemon()
3375 {
3376         struct bufdomain *bd;
3377         int speedupreq;
3378         int lodirty;
3379         int i;
3380
3381         /*
3382          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3383          */
3384         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3385             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3386
3387         /*
3388          * Start the buf clean daemons as children threads.
3389          */
3390         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3391                 int error;
3392
3393                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3394                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3395                 if (error)
3396                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3397         }
3398
3399         /*
3400          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3401          */
3402         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3403         mtx_lock(&bdlock);
3404         for (;;) {
3405                 bd_request = 0;
3406                 mtx_unlock(&bdlock);
3407
3408                 kthread_suspend_check();
3409
3410                 /*
3411                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3412                  * requests.
3413                  */
3414                 speedupreq = bd_speedupreq;
3415                 bd_speedupreq = 0;
3416
3417                 /*
3418                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3419                  * the speedup request.
3420                  */
3421                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3422                         bd = &bdomain[i];
3423                         if (speedupreq)
3424                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3425                         else
3426                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3427                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3428                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3429                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3430                                         break;
3431                                 kern_yield(PRI_USER);
3432                         }
3433                 }
3434
3435                 /*
3436                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3437                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3438                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3439                  * built up, within reason.
3440                  *
3441                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3442                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3443                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3444                  */
3445                 mtx_lock(&bdlock);
3446                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3447                         /*
3448                          * We reached our low water mark, reset the
3449                          * request and sleep until we are needed again.
3450                          * The sleep is just so the suspend code works.
3451                          */
3452                         bd_request = 0;
3453                         /*
3454                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3455                          * changed via sysctl and the explicit transition
3456                          * out of shortfall was missed.
3457                          */
3458                         bdirtywakeup();
3459                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3460                                 runningwakeup();
3461                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3462                 } else {
3463                         /*
3464                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3465                          * still have too many dirty buffers, we
3466                          * have to sleep and try again.  (rare)
3467                          */
3468                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3469                 }
3470         }
3471 }
3472
3473 /*
3474  *      flushbufqueues:
3475  *
3476  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3477  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3478  *      particularly sensitive to.
3479  */
3480 static int flushwithdeps = 0;
3481 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3482     &flushwithdeps, 0,
3483     "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3484
3485 static int
3486 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3487     int flushdeps)
3488 {
3489         struct bufqueue *bq;
3490         struct buf *sentinel;
3491         struct vnode *vp;
3492         struct mount *mp;
3493         struct buf *bp;
3494         int hasdeps;
3495         int flushed;
3496         int error;
3497         bool unlock;
3498
3499         flushed = 0;
3500         bq = &bd->bd_dirtyq;
3501         bp = NULL;
3502         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3503         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3504         BQ_LOCK(bq);
3505         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3506         BQ_UNLOCK(bq);
3507         while (flushed != target) {
3508                 maybe_yield();
3509                 BQ_LOCK(bq);
3510                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3511                 if (bp != NULL) {
3512                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3513                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3514                             b_freelist);
3515                 } else {
3516                         BQ_UNLOCK(bq);
3517                         break;
3518                 }
3519                 /*
3520                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3521                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3522                  *
3523                  * Only flush the buffers that belong to the
3524                  * vnode locked by the curthread.
3525                  */
3526                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3527                     bp->b_vp != lvp)) {
3528                         BQ_UNLOCK(bq);
3529                         continue;
3530                 }
3531                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3532                 BQ_UNLOCK(bq);
3533                 if (error != 0)
3534                         continue;
3535
3536                 /*
3537                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3538                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3539                  */
3540                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3541                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3542                         BUF_UNLOCK(bp);
3543                         continue;
3544                 }
3545                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3546                         bremfreef(bp);
3547                         brelse(bp);
3548                         flushed++;
3549                         continue;
3550                 }
3551
3552                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3553                         if (flushdeps == 0) {
3554                                 BUF_UNLOCK(bp);
3555                                 continue;
3556                         }
3557                         hasdeps = 1;
3558                 } else
3559                         hasdeps = 0;
3560                 /*
3561                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3562                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3563                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3564                  * system.
3565                  *
3566                  * The lock order here is the reverse of the normal
3567                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3568                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3569                  */
3570                 vp = bp->b_vp;
3571                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3572                         BUF_UNLOCK(bp);
3573                         continue;
3574                 }
3575                 if (lvp == NULL) {
3576                         unlock = true;
3577                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3578                 } else {
3579                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3580                         unlock = false;
3581                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3582                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3583                 }
3584                 if (error == 0) {
3585                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3586                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3587                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3588                                 vfs_bio_awrite(bp);
3589                         } else {
3590                                 bremfree(bp);
3591                                 bwrite(bp);
3592                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3593                         }
3594                         vn_finished_write(mp);
3595                         if (unlock)
3596                                 VOP_UNLOCK(vp);
3597                         flushwithdeps += hasdeps;
3598                         flushed++;
3599
3600                         /*
3601                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3602                          * vnode lock leads to deadlock.
3603                          */
3604                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3605                             runningbufspace > hirunningspace)
3606                                 waitrunningbufspace();
3607                         continue;
3608                 }
3609                 vn_finished_write(mp);
3610                 BUF_UNLOCK(bp);
3611         }
3612         BQ_LOCK(bq);
3613         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3614         BQ_UNLOCK(bq);
3615         free(sentinel, M_TEMP);
3616         return (flushed);
3617 }
3618
3619 /*
3620  * Check to see if a block is currently memory resident.
3621  */
3622 struct buf *
3623 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3624 {
3625         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3626 }
3627
3628 /*
3629  * Returns true if no I/O is needed to access the
3630  * associated VM object.  This is like incore except
3631  * it also hunts around in the VM system for the data.
3632  */
3633 bool
3634 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3635 {
3636         vm_object_t obj;
3637         vm_offset_t toff, tinc, size;
3638         vm_page_t m, n;
3639         vm_ooffset_t off;
3640         int valid;
3641
3642         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3643
3644         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3645                 return (true);
3646         if (vp->v_mount == NULL)
3647                 return (false);
3648         obj = vp->v_object;
3649         if (obj == NULL)
3650                 return (false);
3651
3652         size = PAGE_SIZE;
3653         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3654                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3655         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3656
3657         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3658                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3659 recheck:
3660                 if (m == NULL)
3661                         return (false);
3662
3663                 tinc = size;
3664                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3665                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3666                 /*
3667                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3668                  * during the check.
3669                  */
3670                 valid = vm_page_is_valid(m,
3671                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3672                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3673                 if (m != n) {
3674                         m = n;
3675                         goto recheck;
3676                 }
3677                 if (!valid)
3678                         return (false);
3679         }
3680         return (true);
3681 }
3682
3683 /*
3684  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3685  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3686  * to the size of the buffer.
3687  *
3688  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3689  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3690  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3691  *
3692  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3693  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3694  */
3695 static void
3696 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3697 {
3698         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3699         vm_page_t m;
3700         int i;
3701
3702         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3703                 return;
3704
3705         foff = bp->b_offset;
3706         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3707             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3708
3709         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3710         vfs_setdirty_range(bp);
3711         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3712                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3713                 eoff = noff;
3714                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3715                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3716                 m = bp->b_pages[i];
3717                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3718                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3719                 foff = noff;
3720         }
3721         vfs_busy_pages_release(bp);
3722 }
3723
3724 static void
3725 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3726 {
3727         vm_offset_t boffset;
3728         vm_offset_t eoffset;
3729         int i;
3730
3731         /*
3732          * test the pages to see if they have been modified directly
3733          * by users through the VM system.
3734          */
3735         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3736                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3737
3738         /*
3739          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3740          * (eoffset - boffset) bytes.
3741          */
3742
3743         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3744                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3745                         break;
3746         }
3747         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3748
3749         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3750                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3751                         break;
3752                 }
3753         }
3754         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3755
3756         /*
3757          * Fit it to the buffer.
3758          */
3759
3760         if (eoffset > bp->b_bcount)
3761                 eoffset = bp->b_bcount;
3762
3763         /*
3764          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3765          * dirty range.
3766          */
3767
3768         if (boffset < eoffset) {
3769                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3770                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3771                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3772                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3773         }
3774 }
3775
3776 /*
3777  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3778  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3779  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3780  */
3781 static void
3782 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3783 {
3784         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3785         off_t offset;
3786
3787         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3788             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3789         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3790             bp->b_data == unmapped_buf &&
3791             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3792         if (!need_mapping && !need_kva)
3793                 return;
3794
3795         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3796
3797         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3798                 /*
3799                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3800                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3801                  * allocated space.
3802                  */
3803                 goto has_addr;
3804         }
3805
3806         /*
3807          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3808          * if the buffer was mapped.
3809          */
3810         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3811         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3812         offset = blkno * bsize;
3813         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3814         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3815
3816         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3817                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3818                         /*
3819                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3820                          * succeed, not sure what else to do.
3821                          */
3822                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3823                 }
3824                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3825                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3826         }
3827 has_addr:
3828         if (need_mapping) {
3829                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3830                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3831                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3832                 bpmap_qenter(bp);
3833         }
3834 }
3835
3836 struct buf *
3837 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3838     int flags)
3839 {
3840         struct buf *bp;
3841         int error;
3842
3843         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3844         if (error != 0)
3845                 return (NULL);
3846         return (bp);
3847 }
3848
3849 /*
3850  *      getblkx:
3851  *
3852  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3853  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3854  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3855  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3856  *      READ.
3857  *
3858  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3859  *      an existing buffer.
3860  *
3861  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3862  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3863  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3864  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3865  *
3866  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3867  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3868  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3869  *      backing VM.
3870  *
3871  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3872  *      B_CACHE bit is clear.
3873  *
3874  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3875  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3876  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3877  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3878  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3879  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3880  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3881  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3882  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3883  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3884  *
3885  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3886  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3887  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3888  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3889  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3890  *      for blkno and dblkno.
3891  */
3892 int
3893 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3894     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3895 {
3896         struct buf *bp;
3897         struct bufobj *bo;
3898         daddr_t d_blkno;
3899         int bsize, error, maxsize, vmio;
3900         off_t offset;
3901
3902         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3903         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3904             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3905         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3906         if (size > maxbcachebuf)
3907                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3908                     maxbcachebuf);
3909         if (!unmapped_buf_allowed)
3910                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3911
3912         bo = &vp->v_bufobj;
3913         d_blkno = dblkno;
3914
3915         /* Attempt lockless lookup first. */
3916         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3917         if (bp == NULL) {
3918                 /*
3919                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3920                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3921                  */
3922                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3923                         goto loop;
3924                 goto newbuf_unlocked;
3925         }
3926
3927         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3928             0);
3929         if (error != 0)
3930                 goto loop;
3931
3932         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3933         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3934                 goto foundbuf_fastpath;
3935
3936         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3937         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3938
3939 loop:
3940         BO_RLOCK(bo);
3941         bp = gbincore(bo, blkno);
3942         if (bp != NULL) {
3943                 int lockflags;
3944
3945                 /*
3946                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3947                  * it must be on a queue.
3948                  */
3949                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3950                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3951
3952                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3953                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3954
3955                 /*
3956                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3957                  * the buffer changed identities.
3958                  */
3959                 if (error == ENOLCK)
3960                         goto loop;
3961                 /* We timed out or were interrupted. */
3962                 else if (error != 0)
3963                         return (error);
3964
3965 foundbuf_fastpath:
3966                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3967                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3968                         goto end;
3969
3970                 /*
3971                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3972                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3973                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3974                  * backing VM cache.
3975                  */
3976                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3977                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3978                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3979                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3980                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3981                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3982                 else
3983                         bremfree(bp);
3984
3985                 /*
3986                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3987                  */
3988                 if (bp->b_bcount != size) {
3989                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3990                             (size > bp->b_kvasize)) {
3991                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3992                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3993                                         bwrite(bp);
3994                                 } else {
3995                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3996                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3997                                                 brelse(bp);
3998                                         } else {
3999                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4000                                                 bwrite(bp);
4001                                         }
4002                                 }
4003                                 goto loop;
4004                         }
4005                 }
4006
4007                 /*
4008                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4009                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4010                  * reservation is requested.
4011                  */
4012                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4013
4014                 /*
4015                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4016                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4017                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4018                  * unchanged from its previous state.
4019                  */
4020                 allocbuf(bp, size);
4021
4022                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4023                     ("getblk: no buffer offset"));
4024
4025                 /*
4026                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4027                  * be committed before we can return the buffer in
4028                  * order to prevent the caller from issuing a read
4029                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4030                  * it.
4031                  *
4032                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4033                  * operate properly either because they assume they
4034                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4035                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4036                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4037                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4038                  * preventing further loops.
4039                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4040                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4041                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4042                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4043                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4044                  * after the write.
4045                  *
4046                  * We might be able to do something fancy, like setting
4047                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4048                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4049                  * confusing.  This is much easier.
4050                  */
4051
4052                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4053                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4054                         bwrite(bp);
4055                         goto loop;
4056                 }
4057                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4058         } else {
4059                 /*
4060                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4061                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4062                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4063                  */
4064                 BO_RUNLOCK(bo);
4065 newbuf_unlocked:
4066                 /*
4067                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4068                  * here.
4069                  */
4070                 if (flags & GB_NOCREAT)
4071                         return (EEXIST);
4072
4073                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4074                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4075                 offset = blkno * bsize;
4076                 vmio = vp->v_object != NULL;
4077                 if (vmio) {
4078                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4079                 } else {
4080                         maxsize = size;
4081                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4082                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4083                 }
4084                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4085                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4086                     !vn_isdisk(vp)) {
4087                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4088                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4089                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4090                             vp));
4091                         if (error != 0)
4092                                 return (error);
4093                         if (d_blkno == -1)
4094                                 return (EJUSTRETURN);
4095                 }
4096
4097                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4098                 if (bp == NULL) {
4099                         if (slpflag || slptimeo)
4100                                 return (ETIMEDOUT);
4101                         /*
4102                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4103                          * enough to work under very low memory conditions.
4104                          *
4105                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4106                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4107                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4108                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4109                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4110                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4111                          * This never happens because we never yield.
4112                          *
4113                          * The real solution is to identify and fix these cases
4114                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4115                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4116                          */
4117                         kern_yield(PRI_USER);
4118                         goto loop;
4119                 }
4120
4121                 /*
4122                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4123                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4124                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4125                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4126                  * throw away the one we just created.
4127                  *
4128                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4129                  * with the vp especially considering limitations in
4130                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4131                  * lblkno's.
4132                  */
4133                 BO_LOCK(bo);
4134                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4135                         BO_UNLOCK(bo);
4136                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4137                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4138                         brelse(bp);
4139                         goto loop;
4140                 }
4141
4142                 /*
4143                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4144                  * be found by incore.
4145                  */
4146                 bp->b_lblkno = blkno;
4147                 bp->b_blkno = d_blkno;
4148                 bp->b_offset = offset;
4149                 bgetvp(vp, bp);
4150                 BO_UNLOCK(bo);
4151
4152                 /*
4153                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4154                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4155                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4156                  * backing store for validity.
4157                  */
4158
4159                 if (vmio) {
4160                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4161                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4162                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4163                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4164                 } else {
4165                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4166                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4167                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4168                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4169                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4170                 }
4171
4172                 allocbuf(bp, size);
4173                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4174                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4175         }
4176         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4177 end:
4178         buf_track(bp, __func__);
4179         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4180             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4181         *bpp = bp;
4182         return (0);
4183 }
4184
4185 /*
4186  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4187  * set to B_INVAL.
4188  */
4189 struct buf *
4190 geteblk(int size, int flags)
4191 {
4192         struct buf *bp;
4193         int maxsize;
4194
4195         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4196         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4197                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4198                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4199                         return (NULL);
4200         }
4201         allocbuf(bp, size);
4202         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4203         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4204         return (bp);
4205 }
4206
4207 /*
4208  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4209  */
4210 static void
4211 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4212 {
4213
4214         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4215                 /*
4216                  * malloced buffers are not shrunk
4217                  */
4218                 if (newbsize == 0) {
4219                         bufmallocadjust(bp, 0);
4220                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4221                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4222                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4223                 }
4224                 return;
4225         }
4226         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4227         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4228 }
4229
4230 /*
4231  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4232  */
4233 static void
4234 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4235 {
4236         caddr_t origbuf;
4237         int origbufsize;
4238
4239         /*
4240          * We only use malloced memory on the first allocation.
4241          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4242          * grows.
4243          *
4244          * There is a potential smp race here that could lead
4245          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4246          * is probably extremely rare and not worth worrying
4247          * over.
4248          */
4249         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4250             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4251                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4252                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4253                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4254                 return;
4255         }
4256
4257         /*
4258          * If the buffer is growing on its other-than-first
4259          * allocation then we revert to the page-allocation
4260          * scheme.
4261          */
4262         origbuf = NULL;
4263         origbufsize = 0;
4264         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4265                 origbuf = bp->b_data;
4266                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4267                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4268                 bufmallocadjust(bp, 0);
4269                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4270                 newbsize = round_page(newbsize);
4271         }
4272         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4273             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4274         if (origbuf != NULL) {
4275                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4276                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4277         }
4278         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4279 }
4280
4281 /*
4282  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4283  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4284  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4285  * resize a buffer up or down.
4286  *
4287  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4288  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4289  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4290  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4291  *
4292  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4293  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4294  */
4295 int
4296 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4297 {
4298         int newbsize;
4299
4300         if (bp->b_bcount == size)
4301                 return (1);
4302
4303         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4304                 panic("allocbuf: buffer too small");
4305
4306         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4307         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4308                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4309                         newbsize = round_page(newbsize);
4310                 /*
4311                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4312                  * mess with B_CACHE.
4313                  */
4314                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4315                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4316                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4317                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4318         } else {
4319                 int desiredpages;
4320
4321                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4322                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4323
4324                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4325                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4326                 /*
4327                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4328                  * 0-length.
4329                  */
4330                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4331                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4332
4333                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4334                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4335                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4336                 else if (size > bp->b_bcount)
4337                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4338                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4339         }
4340         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4341         return (1);
4342 }
4343
4344 extern int inflight_transient_maps;
4345
4346 static struct bio_queue nondump_bios;
4347
4348 void
4349 biodone(struct bio *bp)
4350 {
4351         struct mtx *mtxp;
4352         void (*done)(struct bio *);
4353         vm_offset_t start, end;
4354
4355         biotrack(bp, __func__);
4356
4357         /*
4358          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4359          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4360          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4361          * to keep the system usable after it has been resumed.
4362          */
4363         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4364                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4365                 return;
4366         }
4367         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4368                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4369                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4370                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4371                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4372                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4373                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4374                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4375                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4376         }
4377         done = bp->bio_done;
4378         if (done == NULL) {
4379                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4380                 mtx_lock(mtxp);
4381                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4382                 wakeup(bp);
4383                 mtx_unlock(mtxp);
4384         } else
4385                 done(bp);
4386 }
4387
4388 /*
4389  * Wait for a BIO to finish.
4390  */
4391 int
4392 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4393 {
4394         struct mtx *mtxp;
4395
4396         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4397         mtx_lock(mtxp);
4398         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4399                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4400         mtx_unlock(mtxp);
4401         if (bp->bio_error != 0)
4402                 return (bp->bio_error);
4403         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4404                 return (0);
4405         return (EIO);
4406 }
4407
4408 void
4409 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4410 {
4411
4412         if (error) {
4413                 bp->bio_error = error;
4414                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4415         }
4416         if (stat != NULL)
4417                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4418         biodone(bp);
4419 }
4420
4421 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4422 void
4423 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4424 {
4425
4426         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4427 }
4428 #endif
4429
4430 /*
4431  *      bufwait:
4432  *
4433  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4434  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4435  *      error and cleared.
4436  */
4437 int
4438 bufwait(struct buf *bp)
4439 {
4440         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4441                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4442         else
4443                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4444         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4445                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4446                 return (EINTR);
4447         }
4448         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4449                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4450         } else {
4451                 return (0);
4452         }
4453 }
4454
4455 /*
4456  *      bufdone:
4457  *
4458  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4459  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4460  *      not allowed.
4461  *
4462  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4463  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4464  *      assuming B_INVAL is clear.
4465  *
4466  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4467  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4468  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4469  *
4470  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4471  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4472  *      in the biodone routine.
4473  */
4474 void
4475 bufdone(struct buf *bp)
4476 {
4477         struct bufobj *dropobj;
4478         void    (*biodone)(struct buf *);
4479
4480         buf_track(bp, __func__);
4481         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4482         dropobj = NULL;
4483
4484         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4485
4486         runningbufwakeup(bp);
4487         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4488                 dropobj = bp->b_bufobj;
4489         /* call optional completion function if requested */
4490         if (bp->b_iodone != NULL) {
4491                 biodone = bp->b_iodone;
4492                 bp->b_iodone = NULL;
4493                 (*biodone) (bp);
4494                 if (dropobj)
4495                         bufobj_wdrop(dropobj);
4496                 return;
4497         }
4498         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4499                 /*
4500                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4501                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4502                  * routines.
4503                  */
4504                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4505                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4506                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4507                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4508                 vfs_vmio_iodone(bp);
4509         }
4510         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4511                 buf_complete(bp);
4512         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4513                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4514                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4515                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4516                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4517         }
4518         /*
4519          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4520          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4521          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4522          */
4523         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4524                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4525                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4526                         brelse(bp);
4527                 else
4528                         bqrelse(bp);
4529         } else
4530                 bdone(bp);
4531         if (dropobj)
4532                 bufobj_wdrop(dropobj);
4533 }
4534
4535 /*
4536  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4537  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4538  * consistent.
4539  */
4540 void
4541 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4542 {
4543         int i;
4544         vm_object_t obj;
4545         vm_page_t m;
4546
4547         runningbufwakeup(bp);
4548         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4549                 return;
4550
4551         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4552         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4553                 m = bp->b_pages[i];
4554                 if (m == bogus_page) {
4555                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4556                         if (!m)
4557                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4558                         bp->b_pages[i] = m;
4559                         if (buf_mapped(bp)) {
4560                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4561                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4562                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4563                         } else
4564                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4565                 }
4566                 vm_page_sunbusy(m);
4567         }
4568         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4569 }
4570
4571 /*
4572  * vfs_page_set_valid:
4573  *
4574  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4575  *      range is restricted to the buffer's size.
4576  *
4577  *      This routine is typically called after a read completes.
4578  */
4579 static void
4580 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4581 {
4582         vm_ooffset_t eoff;
4583
4584         /*
4585          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4586          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4587          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4588          * allocation size of the buffer.
4589          */
4590         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4591         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4592                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4593
4594         /*
4595          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4596          * entire page.
4597          */
4598         if (eoff > off)
4599                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4600 }
4601
4602 /*
4603  * vfs_page_set_validclean:
4604  *
4605  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4606  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4607  */
4608 static void
4609 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4610 {
4611         vm_ooffset_t soff, eoff;
4612
4613         /*
4614          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4615          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4616          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4617          * of the buffer.
4618          */
4619         soff = off;
4620         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4621         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4622                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4623
4624         /*
4625          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4626          * entire page.
4627          */
4628         if (eoff > soff) {
4629                 vm_page_set_validclean(
4630                     m,
4631                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4632                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4633                 );
4634         }
4635 }
4636
4637 /*
4638  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4639  */
4640 void
4641 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4642 {
4643         int i;
4644
4645         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4646                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4647 }
4648
4649 void
4650 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4651 {
4652         int i;
4653
4654         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4655                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4656 }
4657
4658 /*
4659  * This routine is called before a device strategy routine.
4660  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4661  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4662  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4663  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4664  * inconsistent.
4665  *
4666  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4667  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4668  * and should be ignored.
4669  */
4670 void
4671 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4672 {
4673         vm_object_t obj;
4674         vm_ooffset_t foff;
4675         vm_page_t m;
4676         int i;
4677         bool bogus;
4678
4679         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4680                 return;
4681
4682         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4683         foff = bp->b_offset;
4684         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4685             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4686         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4687                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4688                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4689         }
4690         if (bp->b_bufsize != 0)
4691                 vfs_setdirty_range(bp);
4692         bogus = false;
4693         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4694                 m = bp->b_pages[i];
4695                 vm_page_assert_sbusied(m);
4696
4697                 /*
4698                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4699                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4700                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4701                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4702                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4703                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4704                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4705                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4706                  * first place ).  The replacement prevents the read
4707                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4708                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4709                  * It may not work properly with small-block devices.
4710                  * We need to find a better way.
4711                  */
4712                 if (clear_modify) {
4713                         pmap_remove_write(m);
4714                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4715                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4716                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4717                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4718                         bogus = true;
4719                 }
4720                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4721         }
4722         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4723                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4724                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4725                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4726         }
4727 }
4728
4729 /*
4730  *      vfs_bio_set_valid:
4731  *
4732  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4733  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4734  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4735  *      page.
4736  */
4737 void
4738 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4739 {
4740         int i, n;
4741         vm_page_t m;
4742
4743         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4744                 return;
4745
4746         /*
4747          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4748          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4749          * first page that can be validated.
4750          */
4751         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4752         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4753
4754         /*
4755          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4756          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4757          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4758          * other page validation.
4759          */
4760         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4761         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4762                 m = bp->b_pages[i];
4763                 if (n > size)
4764                         n = size;
4765                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4766                 base += n;
4767                 size -= n;
4768                 n = PAGE_SIZE;
4769         }
4770         vfs_busy_pages_release(bp);
4771 }
4772
4773 /*
4774  *      vfs_bio_clrbuf:
4775  *
4776  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4777  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4778  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4779  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4780  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4781  *
4782  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4783  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4784  */
4785 void
4786 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4787 {
4788         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4789
4790         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4791                 clrbuf(bp);
4792                 return;
4793         }
4794         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4795         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4796         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4797         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4798         slide = 0;
4799         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4800                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4801                 ea = slide & PAGE_MASK;
4802                 if (ea == 0)
4803                         ea = PAGE_SIZE;
4804                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4805                         continue;
4806                 j = sa / DEV_BSIZE;
4807                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4808                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4809                         continue;
4810                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4811                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4812                 else {
4813                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4814                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4815                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4816                                             sa, DEV_BSIZE);
4817                                 }
4818                         }
4819                 }
4820                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4821                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4822         }
4823         vfs_busy_pages_release(bp);
4824         bp->b_resid = 0;
4825 }
4826
4827 void
4828 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4829 {
4830         vm_page_t m;
4831         int i, n;
4832
4833         if (buf_mapped(bp)) {
4834                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4835                 bzero(bp->b_data + base, size);
4836         } else {
4837                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4838                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4839                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4840                         m = bp->b_pages[i];
4841                         if (n > size)
4842                                 n = size;
4843                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4844                         base += n;
4845                         size -= n;
4846                         n = PAGE_SIZE;
4847                 }
4848         }
4849 }
4850
4851 /*
4852  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4853  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4854  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4855  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4856  */
4857 static void
4858 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4859 {
4860
4861         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4862             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4863
4864         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4865                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4866         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4867                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4868         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4869                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4870                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4871                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4872                 if (release)
4873                         brelse(bp);
4874         } else if (release)
4875                 bqrelse(bp);
4876 }
4877
4878 void
4879 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4880 {
4881
4882         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4883 }
4884
4885 void
4886 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4887 {
4888
4889         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4890 }
4891
4892 /*
4893  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4894  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4895  * not associated with a file object.
4896  */
4897 static void
4898 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4899 {
4900         vm_offset_t pg;
4901         vm_page_t p;
4902         int index;
4903
4904         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4905
4906         to = round_page(to);
4907         from = round_page(from);
4908         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4909         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4910         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4911             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4912             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4913
4914         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4915                 /*
4916                  * note: must allocate system pages since blocking here
4917                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4918                  * process we are.
4919                  */
4920                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4921                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4922                     VM_ALLOC_WAITOK);
4923                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4924                 bp->b_pages[index] = p;
4925         }
4926         bp->b_npages = index;
4927 }
4928
4929 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4930 static void
4931 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4932 {
4933         vm_offset_t from;
4934         vm_page_t p;
4935         int index, newnpages;
4936
4937         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4938
4939         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4940         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4941         if (bp->b_npages > newnpages)
4942                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4943         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4944                 p = bp->b_pages[index];
4945                 bp->b_pages[index] = NULL;
4946                 vm_page_unwire_noq(p);
4947                 vm_page_free(p);
4948         }
4949         bp->b_npages = newnpages;
4950 }
4951
4952 /*
4953  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4954  *
4955  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4956  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4957  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4958  *
4959  * Note that even if the caller determines that the address space should
4960  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4961  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4962  * check the return value.
4963  *
4964  * This function only works with pager buffers.
4965  */
4966 int
4967 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
4968 {
4969         vm_prot_t prot;
4970         int pidx;
4971
4972         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
4973         prot = VM_PROT_READ;
4974         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4975                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4976         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4977             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
4978         if (pidx < 0)
4979                 return (-1);
4980         bp->b_bufsize = len;
4981         bp->b_npages = pidx;
4982         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
4983         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4984                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4985                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4986         } else
4987                 bp->b_data = unmapped_buf;
4988         return (0);
4989 }
4990
4991 /*
4992  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4993  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4994  *
4995  * This function only works with pager buffers.
4996  */
4997 void
4998 vunmapbuf(struct buf *bp)
4999 {
5000         int npages;
5001
5002         npages = bp->b_npages;
5003         if (buf_mapped(bp))
5004                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5005         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5006
5007         bp->b_data = unmapped_buf;
5008 }
5009
5010 void
5011 bdone(struct buf *bp)
5012 {
5013         struct mtx *mtxp;
5014
5015         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5016         mtx_lock(mtxp);
5017         bp->b_flags |= B_DONE;
5018         wakeup(bp);
5019         mtx_unlock(mtxp);
5020 }
5021
5022 void
5023 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5024 {
5025         struct mtx *mtxp;
5026
5027         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5028         mtx_lock(mtxp);
5029         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5030                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5031         mtx_unlock(mtxp);
5032 }
5033
5034 int
5035 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5036 {
5037
5038         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5039 }
5040
5041 void
5042 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5043 {
5044         int i __unused;
5045         struct vnode *vp;
5046
5047         vp = bp->b_vp;
5048         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5049         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5050             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5051         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5052         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5053 }
5054
5055 /*
5056  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5057  */
5058 void
5059 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5060 {
5061         static volatile int bufobj_cleanq;
5062
5063         bo->bo_domain =
5064             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5065         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5066         bo->bo_private = private;
5067         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5068         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5069 }
5070
5071 void
5072 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5073 {
5074
5075         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5076         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5077         bo->bo_numoutput++;
5078 }
5079
5080 void
5081 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5082 {
5083
5084         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5085         BO_LOCK(bo);
5086         bo->bo_numoutput++;
5087         BO_UNLOCK(bo);
5088 }
5089
5090 void
5091 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5092 {
5093
5094         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5095         BO_LOCK(bo);
5096         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5097         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5098                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5099                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5100         }
5101         BO_UNLOCK(bo);
5102 }
5103
5104 int
5105 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5106 {
5107         int error;
5108
5109         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5110         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5111         error = 0;
5112         while (bo->bo_numoutput) {
5113                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5114                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5115                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5116                 if (error)
5117                         break;
5118         }
5119         return (error);
5120 }
5121
5122 /*
5123  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5124  */
5125 void
5126 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5127 {
5128
5129         if (!buf_mapped(bp)) {
5130                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5131                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5132                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5133                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5134                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5135                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5136                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5137                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5138                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5139                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5140         } else {
5141                 bip->bio_data = bp->b_data;
5142                 bip->bio_ma = NULL;
5143         }
5144 }
5145
5146 /*
5147  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5148  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5149  * to data corruption.
5150  *
5151  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5152  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5153  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5154  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5155  *
5156  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5157  * earlier chips, it should be flipped back off.
5158  */
5159 #ifdef  __mips__
5160 static int buf_pager_relbuf = 1;
5161 #else
5162 static int buf_pager_relbuf = 0;
5163 #endif
5164 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5165     &buf_pager_relbuf, 0,
5166     "Make buffer pager release buffers after reading");
5167
5168 /*
5169  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5170  *
5171  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5172  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5173  * device block size is greater than the machine page size.  The
5174  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5175  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5176  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5177  * pages.
5178  *
5179  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5180  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5181  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5182  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5183  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5184  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5185  */
5186 int
5187 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5188     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5189     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5190 {
5191         vm_page_t m;
5192         vm_object_t object;
5193         struct buf *bp;
5194         struct mount *mp;
5195         daddr_t lbn, lbnp;
5196         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5197         long bsize;
5198         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5199         bool redo, lpart;
5200
5201         object = vp->v_object;
5202         mp = vp->v_mount;
5203         error = 0;
5204         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5205         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5206                 return (VM_PAGER_BAD);
5207
5208         /*
5209          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5210          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5211          * and the start of the potential read-ahead region.
5212          */
5213         la += PAGE_SIZE;
5214         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5215         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5216
5217         /*
5218          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5219          */
5220         pgsin = count;
5221         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5222         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5223         pgsin += pgsin_b;
5224         if (rbehind != NULL)
5225                 *rbehind = pgsin_b;
5226         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5227         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5228                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5229                     PAGE_SIZE) - la);
5230         pgsin += pgsin_a;
5231         if (rahead != NULL)
5232                 *rahead = pgsin_a;
5233         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5234         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5235
5236         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5237             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5238 again:
5239         for (i = 0; i < count; i++) {
5240                 if (ma[i] != bogus_page)
5241                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5242         }
5243
5244         lbnp = -1;
5245         for (i = 0; i < count; i++) {
5246                 m = ma[i];
5247                 if (m == bogus_page)
5248                         continue;
5249
5250                 /*
5251                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5252                  * owned, which together allow for the pages'
5253                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5254                  * useless creation of the buffer for the most typical
5255                  * case when invalidation is not used in redo or for
5256                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5257                  * the end of the function catches the race in a
5258                  * reliable way (protected by the object lock).
5259                  */
5260                 if (vm_page_all_valid(m))
5261                         continue;
5262
5263                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5264                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5265                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5266                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5267                         if (lbn == lbnp)
5268                                 goto next_page;
5269                         lbnp = lbn;
5270
5271                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5272                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5273                             br_flags, &bp);
5274                         if (error != 0)
5275                                 goto end_pages;
5276                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5277                                 crfree(bp->b_rcred);
5278                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5279                         }
5280                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5281                                 /*
5282                                  * Invalidation clears m->valid, but
5283                                  * may leave B_CACHE flag if the
5284                                  * buffer existed at the invalidation
5285                                  * time.  In this case, recycle the
5286                                  * buffer to do real read on next
5287                                  * bread() after redo.
5288                                  *
5289                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5290                                  * necessary, enable to reduce buf
5291                                  * cache pressure.
5292                                  */
5293                                 if (buf_pager_relbuf ||
5294                                     !vm_page_all_valid(m))
5295                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5296
5297                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5298                                 brelse(bp);
5299                         } else {
5300                                 bqrelse(bp);
5301                         }
5302                 }
5303                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5304                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5305                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5306                 if (i == count - 1 && lpart) {
5307                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5308                             !vm_page_all_valid(m))
5309                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5310                 }
5311 next_page:;
5312         }
5313 end_pages:
5314
5315         redo = false;
5316         for (i = 0; i < count; i++) {
5317                 if (ma[i] == bogus_page)
5318                         continue;
5319                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5320                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5321                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5322                             VM_ALLOC_NORMAL);
5323                 }
5324
5325                 /*
5326                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5327                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5328                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5329                  * relinguish, they could have been invalidated.
5330                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5331                  *
5332                  * Note that the last page is made fully valid in the
5333                  * read loop, and partial validity for the page at
5334                  * index count - 1 could mean that the page was
5335                  * invalidated or removed, so we must restart for
5336                  * safety as well.
5337                  */
5338                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5339                         redo = true;
5340         }
5341         if (redo && error == 0)
5342                 goto again;
5343         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5344 }
5345
5346 #include "opt_ddb.h"
5347 #ifdef DDB
5348 #include <ddb/ddb.h>
5349
5350 /* DDB command to show buffer data */
5351 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5352 {
5353         /* get args */
5354         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5355 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5356         uint32_t i, j;
5357 #endif
5358
5359         if (!have_addr) {
5360                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5361                 return;
5362         }
5363
5364         db_printf("buf at %p\n", bp);
5365         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5366             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5367             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5368         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5369             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5370             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5371         db_printf(
5372             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5373             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5374             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5375             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5376             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5377             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5378         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5379             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5380         if (bp->b_npages) {
5381                 int i;
5382                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5383                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5384                         vm_page_t m;
5385                         m = bp->b_pages[i];
5386                         if (m != NULL)
5387                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5388                                     (u_long)m->pindex,
5389                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5390                         else
5391                                 db_printf("( ??? )");
5392                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5393                                 db_printf(",");
5394                 }
5395                 db_printf("\n");
5396         }
5397         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5398 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5399         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5400
5401         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5402         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5403                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5404                         continue;
5405                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5406                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5407         }
5408 #elif defined(BUF_TRACKING)
5409         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5410 #endif
5411         db_printf(" ");
5412 }
5413
5414 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5415 {
5416         struct bufdomain *bd;
5417         struct buf *bp;
5418         long total;
5419         int i, j, cnt;
5420
5421         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5422
5423         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5424                 bd = &bdomain[i];
5425                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5426                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5427                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5428                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5429                 db_printf("\n");
5430                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5431                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5432                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5433                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5434                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5435                 db_printf("\n");
5436                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5437                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5438                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5439                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5440                 db_printf("\n");
5441                 total = 0;
5442                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5443                         total += bp->b_bufsize;
5444                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5445                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5446                 total = 0;
5447                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5448                         total += bp->b_bufsize;
5449                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5450                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5451                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5452                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5453                 db_printf("\tCPU ");
5454                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5455                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5456                 db_printf("\n");
5457                 cnt = 0;
5458                 total = 0;
5459                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5460                         bp = nbufp(j);
5461                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5462                                 cnt++;
5463                                 total += bp->b_bufsize;
5464                         }
5465                 }
5466                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5467                 cnt = 0;
5468                 total = 0;
5469                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5470                         bp = nbufp(j);
5471                         if (bp->b_domain == i) {
5472                                 cnt++;
5473                                 total += bp->b_bufsize;
5474                         }
5475                 }
5476                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5477         }
5478 }
5479
5480 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5481 {
5482         struct buf *bp;
5483         int i;
5484
5485         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5486                 bp = nbufp(i);
5487                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5488                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5489                         db_printf("\n");
5490                         if (db_pager_quit)
5491                                 break;
5492                 }
5493         }
5494 }
5495
5496 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5497 {
5498         struct vnode *vp;
5499         struct buf *bp;
5500
5501         if (!have_addr) {
5502                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5503                 return;
5504         }
5505         vp = (struct vnode *)addr;
5506         db_printf("Clean buffers:\n");
5507         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5508                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5509                 db_printf("\n");
5510         }
5511         db_printf("Dirty buffers:\n");
5512         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5513                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5514                 db_printf("\n");
5515         }
5516 }
5517
5518 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5519 {
5520         struct buf *bp;
5521         int i, used = 0, nfree = 0;
5522
5523         if (have_addr) {
5524                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5525                 return;
5526         }
5527
5528         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5529                 bp = nbufp(i);
5530                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5531                         nfree++;
5532                 else
5533                         used++;
5534         }
5535
5536         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5537             nfree + used);
5538         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5539 }
5540 #endif /* DDB */