]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
MFV r353613: 10731 zfs: NULL pointer errors
[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/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/ktr.h>
61 #include <sys/limits.h>
62 #include <sys/lock.h>
63 #include <sys/malloc.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/kernel.h>
67 #include <sys/kthread.h>
68 #include <sys/proc.h>
69 #include <sys/racct.h>
70 #include <sys/refcount.h>
71 #include <sys/resourcevar.h>
72 #include <sys/rwlock.h>
73 #include <sys/smp.h>
74 #include <sys/sysctl.h>
75 #include <sys/sysproto.h>
76 #include <sys/vmem.h>
77 #include <sys/vmmeter.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/watchdog.h>
80 #include <geom/geom.h>
81 #include <vm/vm.h>
82 #include <vm/vm_param.h>
83 #include <vm/vm_kern.h>
84 #include <vm/vm_object.h>
85 #include <vm/vm_page.h>
86 #include <vm/vm_pageout.h>
87 #include <vm/vm_pager.h>
88 #include <vm/vm_extern.h>
89 #include <vm/vm_map.h>
90 #include <vm/swap_pager.h>
91
92 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
93
94 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
95
96 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
97         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
98         .bop_write      =       bufwrite,
99         .bop_strategy   =       bufstrategy,
100         .bop_sync       =       bufsync,
101         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
102 };
103
104 struct bufqueue {
105         struct mtx_padalign     bq_lock;
106         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
107         uint8_t                 bq_index;
108         uint16_t                bq_subqueue;
109         int                     bq_len;
110 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
111
112 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
113 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
116
117 struct bufdomain {
118         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
119         struct bufqueue bd_dirtyq;
120         struct bufqueue *bd_cleanq;
121         struct mtx_padalign bd_run_lock;
122         /* Constants */
123         long            bd_maxbufspace;
124         long            bd_hibufspace;
125         long            bd_lobufspace;
126         long            bd_bufspacethresh;
127         int             bd_hifreebuffers;
128         int             bd_lofreebuffers;
129         int             bd_hidirtybuffers;
130         int             bd_lodirtybuffers;
131         int             bd_dirtybufthresh;
132         int             bd_lim;
133         /* atomics */
134         int             bd_wanted;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
137         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
139 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
140
141 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
142 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
145 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
146 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
149
150 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
151 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
152 caddr_t unmapped_buf;
153
154 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
155 struct proc *bufdaemonproc;
156
157 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
158 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
159 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
160                 vm_offset_t to);
161 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
162 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
163                 vm_page_t m);
164 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
165 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
166 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
167 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
168 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
169 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
170                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
171 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
172                 void (*)(struct buf *));
173 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
174 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
175 static void buf_daemon(void);
176 static __inline void bd_wakeup(void);
177 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
178 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
179 static void bufkva_free(struct buf *);
180 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
181 static void buf_release(void *, void **, int);
182 static void maxbcachebuf_adjust(void);
183 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
184 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
185 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
186 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
187 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
188             const char *lockname);
189 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
190 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
191 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
192 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
193
194 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
195 int vmiodirenable = TRUE;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
197     "Use the VM system for directory writes");
198 long runningbufspace;
199 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
200     "Amount of presently outstanding async buffer io");
201 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
202     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
203 static counter_u64_t bufkvaspace;
204 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
205     "Kernel virtual memory used for buffers");
206 static long maxbufspace;
207 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
208     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
209     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
210     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
211 static long bufmallocspace;
212 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
213     "Amount of malloced memory for buffers");
214 static long maxbufmallocspace;
215 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
216     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
217 static long lobufspace;
218 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
219     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
220     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
221     "Minimum amount of buffers we want to have");
222 long hibufspace;
223 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
224     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
225     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
226     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
227 long bufspacethresh;
228 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
229     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
230     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
231     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
232 static counter_u64_t buffreekvacnt;
233 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
234     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
235 static counter_u64_t bufdefragcnt;
236 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
237     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
238 static long lorunningspace;
239 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
240     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
241     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
242 static long hirunningspace;
243 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
244     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
245     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
246 int dirtybufferflushes;
247 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
248     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
249 int bdwriteskip;
250 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
251     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
252 int altbufferflushes;
253 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
254     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
255 static int recursiveflushes;
256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
257     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
258 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
259 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
260     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
261     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
262 static int lodirtybuffers;
263 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
264     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
265     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
266     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
267 static int hidirtybuffers;
268 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
269     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
270     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
271     "When the number of dirty buffers is considered severe");
272 int dirtybufthresh;
273 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
274     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
275     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
276     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
277 static int numfreebuffers;
278 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
279     "Number of free buffers");
280 static int lofreebuffers;
281 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
282     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
283     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
284    "Target number of free buffers");
285 static int hifreebuffers;
286 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
287     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
288     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
289    "Threshold for clean buffer recycling");
290 static counter_u64_t getnewbufcalls;
291 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
292    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
293 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
294 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
295     &getnewbufrestarts,
296     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
297 static counter_u64_t mappingrestarts;
298 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
299     &mappingrestarts,
300     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
301     "unmapped buffer");
302 static counter_u64_t numbufallocfails;
303 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
304     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
305 static int flushbufqtarget = 100;
306 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
307     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
308 static counter_u64_t notbufdflushes;
309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
310     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
311 static long barrierwrites;
312 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
313     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
314 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
315     &unmapped_buf_allowed, 0,
316     "Permit the use of the unmapped i/o");
317 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
318 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
319     "Maximum size of a buffer cache block");
320
321 /*
322  * This lock synchronizes access to bd_request.
323  */
324 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
325
326 /*
327  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
328  * waitrunningbufspace().
329  */
330 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
331
332 /*
333  * Lock that protects bdirtywait.
334  */
335 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
336
337 /*
338  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
339  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
340  * is idling.
341  */
342 static int bd_request;
343
344 /*
345  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
346  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
347  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
348  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
349  */
350 static int bd_speedupreq;
351
352 /*
353  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
354  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
355  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
356  */
357 static int runningbufreq;
358
359 /*
360  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
361  */
362 static int bdirtywait;
363
364 /*
365  * Definitions for the buffer free lists.
366  */
367 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
368 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
369 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
370 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
371 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
372
373 /* Maximum number of buffer domains. */
374 #define BUF_DOMAINS     8
375
376 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
377 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
378
379 /* Configured number of clean queues. */
380 static int __read_mostly buf_domains;
381
382 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
383 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
384 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
385
386 /*
387  * per-cpu empty buffer cache.
388  */
389 uma_zone_t buf_zone;
390
391 /*
392  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
393  * buf_wmesg is referred from macros.
394  */
395 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
396
397 static int
398 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
399 {
400         long value;
401         int error;
402
403         value = *(long *)arg1;
404         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
405         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
406                 return (error);
407         mtx_lock(&rbreqlock);
408         if (arg1 == &hirunningspace) {
409                 if (value < lorunningspace)
410                         error = EINVAL;
411                 else
412                         hirunningspace = value;
413         } else {
414                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
415                     ("%s: unknown arg1", __func__));
416                 if (value > hirunningspace)
417                         error = EINVAL;
418                 else
419                         lorunningspace = value;
420         }
421         mtx_unlock(&rbreqlock);
422         return (error);
423 }
424
425 static int
426 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
427 {
428         int error;
429         int value;
430         int i;
431
432         value = *(int *)arg1;
433         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
434         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
435                 return (error);
436         *(int *)arg1 = value;
437         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
438                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
439                     value / buf_domains;
440
441         return (error);
442 }
443
444 static int
445 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
446 {
447         long value;
448         int error;
449         int i;
450
451         value = *(long *)arg1;
452         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
453         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
454                 return (error);
455         *(long *)arg1 = value;
456         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
457                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
458                     value / buf_domains;
459
460         return (error);
461 }
462
463 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
464     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
465 static int
466 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
467 {
468         long lvalue;
469         int ivalue;
470         int i;
471
472         lvalue = 0;
473         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
474                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
475         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
476                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
477         if (lvalue > INT_MAX)
478                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
479                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
480         ivalue = lvalue;
481         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
482 }
483 #else
484 static int
485 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
486 {
487         long lvalue;
488         int i;
489
490         lvalue = 0;
491         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
492                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
493         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
494 }
495 #endif
496
497 static int
498 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
499 {
500         int value;
501         int i;
502
503         value = 0;
504         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
505                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
506         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
507 }
508
509 /*
510  *      bdirtywakeup:
511  *
512  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
513  */
514 static void
515 bdirtywakeup(void)
516 {
517         mtx_lock(&bdirtylock);
518         if (bdirtywait) {
519                 bdirtywait = 0;
520                 wakeup(&bdirtywait);
521         }
522         mtx_unlock(&bdirtylock);
523 }
524
525 /*
526  *      bd_clear:
527  *
528  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
529  *      is decremented.
530  */
531 static void
532 bd_clear(struct bufdomain *bd)
533 {
534
535         mtx_lock(&bdirtylock);
536         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
537                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
538         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
539                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
540         mtx_unlock(&bdirtylock);
541 }
542
543 /*
544  *      bd_set:
545  *
546  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
547  *      is incremented.
548  */
549 static void
550 bd_set(struct bufdomain *bd)
551 {
552
553         mtx_lock(&bdirtylock);
554         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
555                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
556         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
557                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
558         mtx_unlock(&bdirtylock);
559 }
560
561 /*
562  *      bdirtysub:
563  *
564  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
565  *      threads blocked in bwillwrite().
566  */
567 static void
568 bdirtysub(struct buf *bp)
569 {
570         struct bufdomain *bd;
571         int num;
572
573         bd = bufdomain(bp);
574         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
575         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
576                 bdirtywakeup();
577         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
578                 bd_clear(bd);
579 }
580
581 /*
582  *      bdirtyadd:
583  *
584  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
585  *      daemon if needed.
586  */
587 static void
588 bdirtyadd(struct buf *bp)
589 {
590         struct bufdomain *bd;
591         int num;
592
593         /*
594          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
595          * buf daemon will keep running until the condition clears.
596          */
597         bd = bufdomain(bp);
598         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
599         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
600                 bd_wakeup();
601         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
602                 bd_set(bd);
603 }
604
605 /*
606  *      bufspace_daemon_wakeup:
607  *
608  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
609  */
610 static void
611 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
612 {
613
614         /*
615          * avoid the lock if the daemon is running.
616          */
617         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
618                 BD_RUN_LOCK(bd);
619                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
620                 wakeup(&bd->bd_running);
621                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
622         }
623 }
624
625 /*
626  *      bufspace_daemon_wait:
627  *
628  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
629  */
630 static void
631 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
632 {
633         /*
634          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
635          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
636          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
637          * freebuffers prior to checking bd_running.
638          */
639         BD_RUN_LOCK(bd);
640         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
641         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
642             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
643                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
644                     "-", hz);
645         } else {
646                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
647                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
648                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
649         }
650 }
651
652 /*
653  *      bufspace_adjust:
654  *
655  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
656  *      waking any waiters.
657  */
658 static void
659 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
660 {
661         struct bufdomain *bd;
662         long space;
663         int diff;
664
665         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
666             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
667         bd = bufdomain(bp);
668         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
669         if (diff < 0) {
670                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
671         } else if (diff > 0) {
672                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
673                 /* Wake up the daemon on the transition. */
674                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
675                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
676                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
677         }
678         bp->b_bufsize = bufsize;
679 }
680
681 /*
682  *      bufspace_reserve:
683  *
684  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
685  *      different space limit than data.
686  */
687 static int
688 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
689 {
690         long limit, new;
691         long space;
692
693         if (metadata)
694                 limit = bd->bd_maxbufspace;
695         else
696                 limit = bd->bd_hibufspace;
697         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
698         new = space + size;
699         if (new > limit) {
700                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
701                 return (ENOSPC);
702         }
703
704         /* Wake up the daemon on the transition. */
705         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
706                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
707
708         return (0);
709 }
710
711 /*
712  *      bufspace_release:
713  *
714  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
715  */
716 static void
717 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
718 {
719
720         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
721 }
722
723 /*
724  *      bufspace_wait:
725  *
726  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
727  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
728  *      operation must be re-tried on return.
729  */
730 static void
731 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
732     int slpflag, int slptimeo)
733 {
734         struct thread *td;
735         int error, fl, norunbuf;
736
737         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
738                 return;
739
740         td = curthread;
741         BD_LOCK(bd);
742         while (bd->bd_wanted) {
743                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
744                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
745                         BD_UNLOCK(bd);
746                         /*
747                          * getblk() is called with a vnode locked, and
748                          * some majority of the dirty buffers may as
749                          * well belong to the vnode.  Flushing the
750                          * buffers there would make a progress that
751                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
752                          * cannot lock the vnode.
753                          */
754                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
755                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
756
757                         /*
758                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
759                          * may be called while the thread owns lock
760                          * for another dirty buffer for the same
761                          * vnode, which makes it impossible to use
762                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
763                          * recursion.
764                          */
765                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
766                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
767                         td->td_pflags &= norunbuf;
768                         BD_LOCK(bd);
769                         if (fl != 0)
770                                 continue;
771                         if (bd->bd_wanted == 0)
772                                 break;
773                 }
774                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
775                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
776                 if (error != 0)
777                         break;
778         }
779         BD_UNLOCK(bd);
780 }
781
782
783 /*
784  *      bufspace_daemon:
785  *
786  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
787  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
788  *      block nor work to reclaim buffers.
789  */
790 static void
791 bufspace_daemon(void *arg)
792 {
793         struct bufdomain *bd;
794
795         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
796             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
797
798         bd = arg;
799         for (;;) {
800                 kthread_suspend_check();
801
802                 /*
803                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
804                  * targets.
805                  *
806                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
807                  * when some free buffer headers and space are always
808                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
809                  * the excessive blocking and synchronization associated
810                  * with shortfall.  It goes through three phases according
811                  * demand:
812                  *
813                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
814                  *      during idle periods when the counters are below
815                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
816                  *
817                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
818                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
819                  *      slightly according to the rate of consumption and
820                  *      release.
821                  *
822                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
823                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
824                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
825                  *      until we return to condition 2.
826                  */
827                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
828                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
829                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
830                                 if (bd_flushall(bd))
831                                         continue;
832                                 /*
833                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
834                                  * buffers.  This is possible in particular
835                                  * because softdep may held many bufs locked
836                                  * pending writes to other bufs which are
837                                  * marked for delayed write, exhausting
838                                  * clean space until they are written.
839                                  */
840                                 bd_speedup();
841                                 BD_LOCK(bd);
842                                 if (bd->bd_wanted) {
843                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
844                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
845                                 } else
846                                         BD_UNLOCK(bd);
847                         }
848                         maybe_yield();
849                 }
850                 bufspace_daemon_wait(bd);
851         }
852 }
853
854 /*
855  *      bufmallocadjust:
856  *
857  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
858  *      waking any waiters.
859  */
860 static void
861 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
862 {
863         int diff;
864
865         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
866             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
867         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
868         if (diff < 0)
869                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
870         else
871                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
872         bp->b_bufsize = bufsize;
873 }
874
875 /*
876  *      runningwakeup:
877  *
878  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
879  *      below lorunningspace.
880  */
881 static void
882 runningwakeup(void)
883 {
884
885         mtx_lock(&rbreqlock);
886         if (runningbufreq) {
887                 runningbufreq = 0;
888                 wakeup(&runningbufreq);
889         }
890         mtx_unlock(&rbreqlock);
891 }
892
893 /*
894  *      runningbufwakeup:
895  *
896  *      Decrement the outstanding write count according.
897  */
898 void
899 runningbufwakeup(struct buf *bp)
900 {
901         long space, bspace;
902
903         bspace = bp->b_runningbufspace;
904         if (bspace == 0)
905                 return;
906         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
907         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
908             space, bspace));
909         bp->b_runningbufspace = 0;
910         /*
911          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
912          * the threshold to falling below it.
913          */
914         if (space < lorunningspace)
915                 return;
916         if (space - bspace > lorunningspace)
917                 return;
918         runningwakeup();
919 }
920
921 /*
922  *      waitrunningbufspace()
923  *
924  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
925  *      running.  This routine is used in async-write situations to
926  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
927  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
928  *
929  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
930  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
931  *      caller's write has reached the device.
932  */
933 void
934 waitrunningbufspace(void)
935 {
936
937         mtx_lock(&rbreqlock);
938         while (runningbufspace > hirunningspace) {
939                 runningbufreq = 1;
940                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
941         }
942         mtx_unlock(&rbreqlock);
943 }
944
945
946 /*
947  *      vfs_buf_test_cache:
948  *
949  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
950  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
951  *      valid data.
952  */
953 static __inline void
954 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
955     vm_offset_t size, vm_page_t m)
956 {
957
958         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
959
960         /*
961          * This function and its results are protected by higher level
962          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
963          * validate pages.
964          */
965         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
966                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
967                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
968                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
969         }
970 }
971
972 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
973 static void
974 bd_wakeup(void)
975 {
976
977         mtx_lock(&bdlock);
978         if (bd_request == 0) {
979                 bd_request = 1;
980                 wakeup(&bd_request);
981         }
982         mtx_unlock(&bdlock);
983 }
984
985 /*
986  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
987  */
988 static void
989 maxbcachebuf_adjust(void)
990 {
991         int i;
992
993         /*
994          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
995          */
996         i = 2;
997         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
998                 i *= 2;
999         maxbcachebuf = i;
1000         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1001                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1002         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
1003                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
1004         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1005                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1010  */
1011 void
1012 bd_speedup(void)
1013 {
1014         int needwake;
1015
1016         mtx_lock(&bdlock);
1017         needwake = 0;
1018         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1019                 needwake = 1;
1020         bd_speedupreq = 1;
1021         bd_request = 1;
1022         if (needwake)
1023                 wakeup(&bd_request);
1024         mtx_unlock(&bdlock);
1025 }
1026
1027 #ifdef __i386__
1028 #define TRANSIENT_DENOM 5
1029 #else
1030 #define TRANSIENT_DENOM 10
1031 #endif
1032
1033 /*
1034  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1035  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1036  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1037  * being reserved at this time.
1038  */
1039 caddr_t
1040 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1041 {
1042         int tuned_nbuf;
1043         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1044
1045         /*
1046          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1047          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1048          */
1049         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1050
1051         maxbcachebuf_adjust();
1052         /*
1053          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1054          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1055          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1056          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1057          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1058          * maxbcache bytes.
1059          *
1060          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1061          */
1062         if (nbuf == 0) {
1063                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1064
1065                 nbuf = 50;
1066                 if (physmem_est > 4096)
1067                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1068                             65536 / factor);
1069                 if (physmem_est > 65536)
1070                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1071                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1072
1073                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1074                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1075                 tuned_nbuf = 1;
1076         } else
1077                 tuned_nbuf = 0;
1078
1079         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1080         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1081         if (nbuf > maxbuf) {
1082                 if (!tuned_nbuf)
1083                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1084                             maxbuf);
1085                 nbuf = maxbuf;
1086         }
1087
1088         /*
1089          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1090          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1091          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1092          *
1093          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1094          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1095          * maximum buffer map extent on the platform.
1096          *
1097          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1098          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1099          * with ample KVA space.
1100          */
1101         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1102                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1103                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1104                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1105                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1106                         /*
1107                          * There is more KVA than memory.  Do not
1108                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1109                          * of maxbuf to transient map.
1110                          */
1111                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1112                 } else {
1113                         /*
1114                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1115                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1116                          * the buffer map to the transient bio map.
1117                          */
1118                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1119                         buf_sz -= biotmap_sz;
1120                 }
1121                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1122                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1123                 else
1124                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1125                 /*
1126                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1127                  * using the transient mapping.
1128                  */
1129                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1130                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1131                 if (tuned_nbuf)
1132                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1133         }
1134
1135         if (nswbuf == 0) {
1136                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1137                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1138                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1139         }
1140
1141         /*
1142          * Reserve space for the buffer cache buffers
1143          */
1144         buf = (void *)v;
1145         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1146
1147         return(v);
1148 }
1149
1150 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1151 void
1152 bufinit(void)
1153 {
1154         struct buf *bp;
1155         int i;
1156
1157         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1158             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1159             MAXBSIZE));
1160         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1161         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1162         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1163         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1164
1165         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1166
1167         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1168         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1169                 bp = &buf[i];
1170                 bzero(bp, sizeof *bp);
1171                 bp->b_flags = B_INVAL;
1172                 bp->b_rcred = NOCRED;
1173                 bp->b_wcred = NOCRED;
1174                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1175                 bp->b_domain = -1;
1176                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1177                 bp->b_xflags = 0;
1178                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1179                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1180                 BUF_LOCKINIT(bp);
1181                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1182         }
1183
1184         /*
1185          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1186          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1187          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1188          * used by most other requests.  The differential is required to 
1189          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1190          *
1191          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1192          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1193          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1194          * PAGE_SIZE.
1195          */
1196         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1197         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1198         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1199         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1200
1201         /*
1202          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1203          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1204          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1205          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1206          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1207          * hirunningspace.
1208          */
1209         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1210             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1211         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1212
1213         /*
1214          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1215          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1216          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1217          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1218          * average (small) directories.
1219          */
1220         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1221
1222         /*
1223          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1224          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1225          */
1226         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1227         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1228         /*
1229          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1230          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1231          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1232          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1233          */
1234         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1235                 hidirtybuffers >>= 1;
1236         }
1237         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1238
1239         /*
1240          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1241          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1242          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1243          * on other cpus.
1244          *
1245          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1246          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1247          */
1248         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1249         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1250         numfreebuffers = nbuf;
1251
1252         /* Setup the kva and free list allocators. */
1253         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1254         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1255             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1256
1257         /*
1258          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1259          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1260          * concurrency but less accurate LRU.
1261          */
1262         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1263         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1264                 struct bufdomain *bd;
1265
1266                 bd = &bdomain[i];
1267                 bd_init(bd);
1268                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1269                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1270                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1271                 bd->bd_bufspace = 0;
1272                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1273                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1274                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1275                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1276                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1277                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1278                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1279                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1280                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1281                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1282         }
1283         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1284         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1285         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1286         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1287         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1288         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1289         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1290         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1291 }
1292
1293 #ifdef INVARIANTS
1294 static inline void
1295 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1296 {
1297
1298         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1299             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1300         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1301             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1302         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1303             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1304 }
1305
1306 static inline void
1307 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1308 {
1309
1310         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1311             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1312 }
1313
1314 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1315 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1316 #else
1317 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1318 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1319 #endif
1320
1321 static int
1322 isbufbusy(struct buf *bp)
1323 {
1324         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1325             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1326                 return (1);
1327         return (0);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1332  */
1333 void
1334 bufshutdown(int show_busybufs)
1335 {
1336         static int first_buf_printf = 1;
1337         struct buf *bp;
1338         int iter, nbusy, pbusy;
1339 #ifndef PREEMPTION
1340         int subiter;
1341 #endif
1342
1343         /* 
1344          * Sync filesystems for shutdown
1345          */
1346         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1347         sys_sync(curthread, NULL);
1348
1349         /*
1350          * With soft updates, some buffers that are
1351          * written will be remarked as dirty until other
1352          * buffers are written.
1353          */
1354         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1355                 nbusy = 0;
1356                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1357                         if (isbufbusy(bp))
1358                                 nbusy++;
1359                 if (nbusy == 0) {
1360                         if (first_buf_printf)
1361                                 printf("All buffers synced.");
1362                         break;
1363                 }
1364                 if (first_buf_printf) {
1365                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1366                         first_buf_printf = 0;
1367                 }
1368                 printf("%d ", nbusy);
1369                 if (nbusy < pbusy)
1370                         iter = 0;
1371                 pbusy = nbusy;
1372
1373                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1374                 sys_sync(curthread, NULL);
1375
1376 #ifdef PREEMPTION
1377                 /*
1378                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1379                  */
1380                 DELAY(50000 * iter);
1381 #else
1382                 /*
1383                  * Context switch several times to allow interrupt
1384                  * threads to run.
1385                  */
1386                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1387                         thread_lock(curthread);
1388                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1389                         thread_unlock(curthread);
1390                         DELAY(1000);
1391                 }
1392 #endif
1393         }
1394         printf("\n");
1395         /*
1396          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1397          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1398          */
1399         nbusy = 0;
1400         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1401                 if (isbufbusy(bp)) {
1402 #if 0
1403 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1404                         if (bp->b_dev == NULL) {
1405                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1406                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1407                                 continue;
1408                         }
1409 #endif
1410                         nbusy++;
1411                         if (show_busybufs > 0) {
1412                                 printf(
1413             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1414                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1415                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1416                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1417                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1418                                 if (show_busybufs > 1)
1419                                         vn_printf(bp->b_vp,
1420                                             "vnode content: ");
1421                         }
1422                 }
1423         }
1424         if (nbusy) {
1425                 /*
1426                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1427                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1428                  */
1429                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1430                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1431         } else {
1432                 if (!first_buf_printf)
1433                         printf("Final sync complete\n");
1434                 /*
1435                  * Unmount filesystems
1436                  */
1437                 if (panicstr == NULL)
1438                         vfs_unmountall();
1439         }
1440         swapoff_all();
1441         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1442 }
1443
1444 static void
1445 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1446 {
1447
1448         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1449
1450         /*
1451          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1452          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1453          */
1454         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1455         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1456         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1457             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1458 }
1459
1460 static inline struct bufdomain *
1461 bufdomain(struct buf *bp)
1462 {
1463
1464         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1465 }
1466
1467 static struct bufqueue *
1468 bufqueue(struct buf *bp)
1469 {
1470
1471         switch (bp->b_qindex) {
1472         case QUEUE_NONE:
1473                 /* FALLTHROUGH */
1474         case QUEUE_SENTINEL:
1475                 return (NULL);
1476         case QUEUE_EMPTY:
1477                 return (&bqempty);
1478         case QUEUE_DIRTY:
1479                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1480         case QUEUE_CLEAN:
1481                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1482         default:
1483                 break;
1484         }
1485         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1490  */
1491 static struct bufqueue *
1492 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1493 {
1494         struct bufqueue *bq, *nbq;
1495
1496         /*
1497          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1498          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1499          * if the queues don't match.
1500          */
1501         bq = bufqueue(bp);
1502         BQ_LOCK(bq);
1503         for (;;) {
1504                 nbq = bufqueue(bp);
1505                 if (bq == nbq)
1506                         break;
1507                 BQ_UNLOCK(bq);
1508                 BQ_LOCK(nbq);
1509                 bq = nbq;
1510         }
1511         return (bq);
1512 }
1513
1514 /*
1515  *      binsfree:
1516  *
1517  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1518  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1519  */
1520 static void
1521 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1522 {
1523         struct bufdomain *bd;
1524         struct bufqueue *bq;
1525
1526         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1527             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1528         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1529
1530         /*
1531          * Handle delayed bremfree() processing.
1532          */
1533         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1534                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1535                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1536                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1537                         BUF_UNLOCK(bp);
1538                         return;
1539                 }
1540                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1541                 bq_remove(bq, bp);
1542                 BQ_UNLOCK(bq);
1543         }
1544         bd = bufdomain(bp);
1545         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1546                 if (bd->bd_lim != 0)
1547                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1548                 else
1549                         bq = bd->bd_cleanq;
1550         } else
1551                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1552         bq_insert(bq, bp, true);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * buf_free:
1557  *
1558  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1559  */
1560 static void
1561 buf_free(struct buf *bp)
1562 {
1563
1564         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1565                 bremfreef(bp);
1566         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1567                 panic("losing buffer 1");
1568         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1569                 crfree(bp->b_rcred);
1570                 bp->b_rcred = NOCRED;
1571         }
1572         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1573                 crfree(bp->b_wcred);
1574                 bp->b_wcred = NOCRED;
1575         }
1576         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1577                 buf_deallocate(bp);
1578         bufkva_free(bp);
1579         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1580         BUF_UNLOCK(bp);
1581         uma_zfree(buf_zone, bp);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * buf_import:
1586  *
1587  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1588  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1589  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1590  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1591  */
1592 static int
1593 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1594 {
1595         struct buf *bp;
1596         int i;
1597
1598         BQ_LOCK(&bqempty);
1599         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1600                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1601                 if (bp == NULL)
1602                         break;
1603                 bq_remove(&bqempty, bp);
1604                 store[i] = bp;
1605         }
1606         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1607
1608         return (i);
1609 }
1610
1611 /*
1612  * buf_release:
1613  *
1614  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1615  */
1616 static void
1617 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1618 {
1619         struct bufqueue *bq;
1620         struct buf *bp;
1621         int i;
1622
1623         bq = &bqempty;
1624         BQ_LOCK(bq);
1625         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1626                 bp = store[i];
1627                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1628                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1629                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1630                 bq->bq_len++;
1631                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1632         }
1633         BQ_UNLOCK(bq);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * buf_alloc:
1638  *
1639  *      Allocate an empty buffer header.
1640  */
1641 static struct buf *
1642 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1643 {
1644         struct buf *bp;
1645         int freebufs;
1646
1647         /*
1648          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1649          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1650          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1651          */
1652         bp = NULL;
1653         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1654         if (freebufs > 0)
1655                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1656         if (bp == NULL) {
1657                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1658                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1659                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1660                 return (NULL);
1661         }
1662         /*
1663          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1664          */
1665         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1666                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1667
1668         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1669                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1670         
1671         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1672             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1673         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1674             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1675         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1676             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1677         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1678             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1679         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1680         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1681
1682         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1683         bp->b_flags = 0;
1684         bp->b_ioflags = 0;
1685         bp->b_xflags = 0;
1686         bp->b_vflags = 0;
1687         bp->b_vp = NULL;
1688         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1689         bp->b_offset = NOOFFSET;
1690         bp->b_iodone = 0;
1691         bp->b_error = 0;
1692         bp->b_resid = 0;
1693         bp->b_bcount = 0;
1694         bp->b_npages = 0;
1695         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1696         bp->b_bufobj = NULL;
1697         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1698         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1699         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1700         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1701         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1702
1703         return (bp);
1704 }
1705
1706 /*
1707  *      buf_recycle:
1708  *
1709  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1710  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1711  *      defragmenting.
1712  */
1713 static int
1714 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1715 {
1716         struct bufqueue *bq;
1717         struct buf *bp, *nbp;
1718
1719         if (kva)
1720                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1721         nbp = NULL;
1722         bq = bd->bd_cleanq;
1723         BQ_LOCK(bq);
1724         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1725             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1726         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1727
1728         /*
1729          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1730          * depending.
1731          */
1732         while ((bp = nbp) != NULL) {
1733                 /*
1734                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1735                  * release the bqlock).
1736                  */
1737                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1738
1739                 /*
1740                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1741                  * some kva to reclaim.
1742                  */
1743                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1744                         continue;
1745
1746                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1747                         continue;
1748
1749                 /*
1750                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1751                  * accessed buffers.
1752                  */
1753                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1754                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1755                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1756                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1757                         BUF_UNLOCK(bp);
1758                         continue;
1759                 }
1760
1761                 /*
1762                  * Skip buffers with background writes in progress.
1763                  */
1764                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1765                         BUF_UNLOCK(bp);
1766                         continue;
1767                 }
1768
1769                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1770                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1771                     bp->b_qindex, bp));
1772                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1773                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1774                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1775                 /*
1776                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1777                  * the scan from this point on.
1778                  */
1779                 bq_remove(bq, bp);
1780                 BQ_UNLOCK(bq);
1781
1782                 /*
1783                  * Requeue the background write buffer with error and
1784                  * restart the scan.
1785                  */
1786                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1787                         bqrelse(bp);
1788                         BQ_LOCK(bq);
1789                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1790                         continue;
1791                 }
1792                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1793                 brelse(bp);
1794                 return (0);
1795         }
1796         bd->bd_wanted = 1;
1797         BQ_UNLOCK(bq);
1798
1799         return (ENOBUFS);
1800 }
1801
1802 /*
1803  *      bremfree:
1804  *
1805  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1806  *      
1807  */
1808 void
1809 bremfree(struct buf *bp)
1810 {
1811
1812         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1813         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1814             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1815         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1816             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1817         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1818
1819         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1820 }
1821
1822 /*
1823  *      bremfreef:
1824  *
1825  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1826  *      it abuses the b_freelist pointer.
1827  */
1828 void
1829 bremfreef(struct buf *bp)
1830 {
1831         struct bufqueue *bq;
1832
1833         bq = bufqueue_acquire(bp);
1834         bq_remove(bq, bp);
1835         BQ_UNLOCK(bq);
1836 }
1837
1838 static void
1839 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1840 {
1841
1842         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1843         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1844         bq->bq_len = 0;
1845         bq->bq_index = qindex;
1846         bq->bq_subqueue = subqueue;
1847 }
1848
1849 static void
1850 bd_init(struct bufdomain *bd)
1851 {
1852         int i;
1853
1854         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1855         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1856         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1857         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1858                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1859                     "bufq clean subqueue lock");
1860         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1861 }
1862
1863 /*
1864  *      bq_remove:
1865  *
1866  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1867  *      correct qlock held.
1868  */
1869 static void
1870 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1871 {
1872
1873         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1874             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1875         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1876             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1877         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1878             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1879
1880         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1881         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1882                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1883         }
1884         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1885             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1886         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1887         bq->bq_len--;
1888         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1889         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1890 }
1891
1892 static void
1893 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1894 {
1895         struct buf *bp;
1896
1897         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1898         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1899                 BD_LOCK(bd);
1900                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1901                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1902                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1903                             b_freelist);
1904                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1905                 }
1906                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1907                 bq->bq_len = 0;
1908         }
1909         if (bd->bd_wanted) {
1910                 bd->bd_wanted = 0;
1911                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1912         }
1913         if (bq != bd->bd_cleanq)
1914                 BD_UNLOCK(bd);
1915 }
1916
1917 static int
1918 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1919 {
1920         struct bufqueue *bq;
1921         int flushed;
1922         int i;
1923
1924         if (bd->bd_lim == 0)
1925                 return (0);
1926         flushed = 0;
1927         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1928                 bq = &bd->bd_subq[i];
1929                 if (bq->bq_len == 0)
1930                         continue;
1931                 BQ_LOCK(bq);
1932                 bd_flush(bd, bq);
1933                 BQ_UNLOCK(bq);
1934                 flushed++;
1935         }
1936
1937         return (flushed);
1938 }
1939
1940 static void
1941 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1942 {
1943         struct bufdomain *bd;
1944
1945         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1946                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1947
1948         bd = bufdomain(bp);
1949         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1950                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1951                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1952                         bq = bd->bd_cleanq;
1953                 BQ_LOCK(bq);
1954                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1955         } else {
1956                 BQ_LOCK(bq);
1957                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1958         }
1959         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1960         bq->bq_len++;
1961         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1962         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1963
1964         /*
1965          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1966          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1967          */
1968         if (unlock)
1969                 BUF_UNLOCK(bp);
1970
1971         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1972                 /*
1973                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1974                  */
1975                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1976                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1977                         bd_flush(bd, bq);
1978         }
1979         BQ_UNLOCK(bq);
1980 }
1981
1982 /*
1983  *      bufkva_free:
1984  *
1985  *      Free the kva allocation for a buffer.
1986  *
1987  */
1988 static void
1989 bufkva_free(struct buf *bp)
1990 {
1991
1992 #ifdef INVARIANTS
1993         if (bp->b_kvasize == 0) {
1994                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1995                     bp->b_data == unmapped_buf,
1996                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1997         } else if (buf_mapped(bp))
1998                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1999         else
2000                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2001 #endif
2002         if (bp->b_kvasize == 0)
2003                 return;
2004
2005         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2006         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2007         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2008         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2009         bp->b_kvasize = 0;
2010 }
2011
2012 /*
2013  *      bufkva_alloc:
2014  *
2015  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2016  */
2017 static int
2018 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2019 {
2020         vm_offset_t addr;
2021         int error;
2022
2023         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2024             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2025
2026         bufkva_free(bp);
2027
2028         addr = 0;
2029         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2030         if (error != 0) {
2031                 /*
2032                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2033                  * to defragment the map.
2034                  */
2035                 return (error);
2036         }
2037         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2038         bp->b_kvasize = maxsize;
2039         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2040         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2041                 bp->b_data = unmapped_buf;
2042                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2043         } else {
2044                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2045                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2046         }
2047         return (0);
2048 }
2049
2050 /*
2051  *      bufkva_reclaim:
2052  *
2053  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2054  *      callback that fires to avoid returning failure.
2055  */
2056 static void
2057 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2058 {
2059         bool done;
2060         int q;
2061         int i;
2062
2063         done = false;
2064         for (i = 0; i < 5; i++) {
2065                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2066                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2067                                 done = true;
2068                 if (done)
2069                         break;
2070         }
2071         return;
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2076  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2077  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2078  */
2079 static void
2080 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2081     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2082 {
2083         struct buf *rabp;
2084         struct thread *td;
2085         int i;
2086
2087         td = curthread;
2088
2089         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2090                 if (inmem(vp, *rablkno))
2091                         continue;
2092                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2093                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2094                         brelse(rabp);
2095                         continue;
2096                 }
2097 #ifdef RACCT
2098                 if (racct_enable) {
2099                         PROC_LOCK(curproc);
2100                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2101                         PROC_UNLOCK(curproc);
2102                 }
2103 #endif /* RACCT */
2104                 td->td_ru.ru_inblock++;
2105                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2106                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2107                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2108                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2109                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2110                 }
2111                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2112                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2113                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2114                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2115                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2116                 BUF_KERNPROC(rabp);
2117                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2118                 bstrategy(rabp);
2119         }
2120 }
2121
2122 /*
2123  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2124  *
2125  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2126  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2127  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2128  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2129  *
2130  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2131  */
2132 int
2133 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2134     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2135     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2136 {
2137         struct buf *bp;
2138         struct thread *td;
2139         int error, readwait, rv;
2140
2141         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2142         td = curthread;
2143         /*
2144          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2145          * are specified.
2146          */
2147         error = getblkx(vp, blkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2148         if (error != 0) {
2149                 *bpp = NULL;
2150                 return (error);
2151         }
2152         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2153         *bpp = bp;
2154
2155         /*
2156          * If not found in cache, do some I/O
2157          */
2158         readwait = 0;
2159         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2160 #ifdef RACCT
2161                 if (racct_enable) {
2162                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2163                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2164                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2165                 }
2166 #endif /* RACCT */
2167                 td->td_ru.ru_inblock++;
2168                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2169                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2170                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2171                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2172                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2173                 }
2174                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2175                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2176                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2177                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2178                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2179                 bstrategy(bp);
2180                 ++readwait;
2181         }
2182
2183         /*
2184          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2185          */
2186         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2187
2188         rv = 0;
2189         if (readwait) {
2190                 rv = bufwait(bp);
2191                 if (rv != 0) {
2192                         brelse(bp);
2193                         *bpp = NULL;
2194                 }
2195         }
2196         return (rv);
2197 }
2198
2199 /*
2200  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2201  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2202  * is invalid.
2203  *
2204  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2205  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2206  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2207  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2208  * here.
2209  */
2210 int
2211 bufwrite(struct buf *bp)
2212 {
2213         int oldflags;
2214         struct vnode *vp;
2215         long space;
2216         int vp_md;
2217
2218         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2219         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2220                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2221                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2222                 brelse(bp);
2223                 return (ENXIO);
2224         }
2225         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2226                 brelse(bp);
2227                 return (0);
2228         }
2229
2230         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2231                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2232
2233         oldflags = bp->b_flags;
2234
2235         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2236             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2237
2238         vp = bp->b_vp;
2239         if (vp)
2240                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2241         else
2242                 vp_md = 0;
2243
2244         /*
2245          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2246          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2247          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2248          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2249          */
2250         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2251         bundirty(bp);
2252
2253         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2254         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2255         bp->b_flags |= B_CACHE;
2256         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2257
2258         vfs_busy_pages(bp, 1);
2259
2260         /*
2261          * Normal bwrites pipeline writes
2262          */
2263         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2264         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2265
2266 #ifdef RACCT
2267         if (racct_enable) {
2268                 PROC_LOCK(curproc);
2269                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2270                 PROC_UNLOCK(curproc);
2271         }
2272 #endif /* RACCT */
2273         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2274         if (oldflags & B_ASYNC)
2275                 BUF_KERNPROC(bp);
2276         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2277         buf_track(bp, __func__);
2278         bstrategy(bp);
2279
2280         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2281                 int rtval = bufwait(bp);
2282                 brelse(bp);
2283                 return (rtval);
2284         } else if (space > hirunningspace) {
2285                 /*
2286                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2287                  * system.  We will not deadlock here because
2288                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2289                  * to complete. We do not block here if it is the update
2290                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2291                  * to deadlock.
2292                  */
2293                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2294                         waitrunningbufspace();
2295         }
2296
2297         return (0);
2298 }
2299
2300 void
2301 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2302 {
2303         struct buf *nbp;
2304
2305         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2306                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2307                 altbufferflushes++;
2308         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2309                 BO_LOCK(bo);
2310                 /*
2311                  * Try to find a buffer to flush.
2312                  */
2313                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2314                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2315                             BUF_LOCK(nbp,
2316                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2317                                 continue;
2318                         if (bp == nbp)
2319                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2320                         BO_UNLOCK(bo);
2321                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2322                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2323                                 BO_LOCK(bo);
2324                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2325                                 continue;
2326                         }
2327                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2328                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2329                         } else {
2330                                 bremfree(nbp);
2331                                 bawrite(nbp);
2332                         }
2333                         dirtybufferflushes++;
2334                         break;
2335                 }
2336                 if (nbp == NULL)
2337                         BO_UNLOCK(bo);
2338         }
2339 }
2340
2341 /*
2342  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2343  * anything if the buffer is marked invalid.
2344  *
2345  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2346  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2347  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2348  * out synchronously.
2349  */
2350 void
2351 bdwrite(struct buf *bp)
2352 {
2353         struct thread *td = curthread;
2354         struct vnode *vp;
2355         struct bufobj *bo;
2356
2357         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2358         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2359         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2360             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2361
2362         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2363                 brelse(bp);
2364                 return;
2365         }
2366
2367         /*
2368          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2369          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2370          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2371          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2372          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2373          */
2374         vp = bp->b_vp;
2375         bo = bp->b_bufobj;
2376         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2377                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2378                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2379                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2380         } else
2381                 recursiveflushes++;
2382
2383         bdirty(bp);
2384         /*
2385          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2386          * true even of NFS now.
2387          */
2388         bp->b_flags |= B_CACHE;
2389
2390         /*
2391          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2392          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2393          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2394          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2395          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2396          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2397          * the bmap then...  So, this is important to do.
2398          */
2399         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2400                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2401         }
2402
2403         buf_track(bp, __func__);
2404
2405         /*
2406          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2407          * pages.
2408          *
2409          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2410          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2411          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2412          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2413          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2414          * or perhaps the cluster will be completed.
2415          */
2416         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2417         bqrelse(bp);
2418
2419         /*
2420          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2421          * due to the softdep code.
2422          */
2423 }
2424
2425 /*
2426  *      bdirty:
2427  *
2428  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2429  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2430  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2431  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2432  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2433  *
2434  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2435  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2436  *      should only be called if the buffer is known-good.
2437  *
2438  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2439  *      count.
2440  *
2441  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2442  */
2443 void
2444 bdirty(struct buf *bp)
2445 {
2446
2447         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2448             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2449         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2450         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2451             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2452         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2453         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2454
2455         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2456                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2457                 reassignbuf(bp);
2458                 bdirtyadd(bp);
2459         }
2460 }
2461
2462 /*
2463  *      bundirty:
2464  *
2465  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2466  *
2467  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2468  *      count.
2469  *      
2470  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2471  */
2472
2473 void
2474 bundirty(struct buf *bp)
2475 {
2476
2477         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2478         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2479         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2480             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2481
2482         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2483                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2484                 reassignbuf(bp);
2485                 bdirtysub(bp);
2486         }
2487         /*
2488          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2489          */
2490         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2491 }
2492
2493 /*
2494  *      bawrite:
2495  *
2496  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2497  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2498  *
2499  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2500  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2501  */
2502 void
2503 bawrite(struct buf *bp)
2504 {
2505
2506         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2507         (void) bwrite(bp);
2508 }
2509
2510 /*
2511  *      babarrierwrite:
2512  *
2513  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2514  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2515  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2516  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2517  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2518  */
2519 void
2520 babarrierwrite(struct buf *bp)
2521 {
2522
2523         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2524         (void) bwrite(bp);
2525 }
2526
2527 /*
2528  *      bbarrierwrite:
2529  *
2530  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2531  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2532  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2533  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2534  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2535  */
2536 int
2537 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2538 {
2539
2540         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2541         return (bwrite(bp));
2542 }
2543
2544 /*
2545  *      bwillwrite:
2546  *
2547  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2548  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2549  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2550  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2551  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2552  */
2553 void
2554 bwillwrite(void)
2555 {
2556
2557         if (buf_dirty_count_severe()) {
2558                 mtx_lock(&bdirtylock);
2559                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2560                         bdirtywait = 1;
2561                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2562                             "flswai", 0);
2563                 }
2564                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2565         }
2566 }
2567
2568 /*
2569  * Return true if we have too many dirty buffers.
2570  */
2571 int
2572 buf_dirty_count_severe(void)
2573 {
2574
2575         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2576 }
2577
2578 /*
2579  *      brelse:
2580  *
2581  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2582  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2583  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2584  */
2585 void
2586 brelse(struct buf *bp)
2587 {
2588         struct mount *v_mnt;
2589         int qindex;
2590
2591         /*
2592          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2593          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2594          */
2595         if (bp == NULL)
2596                 return;
2597         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2598             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2599         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2600             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2601         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2602             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2603
2604         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2605                 /*
2606                  * Do not process, in particular, do not handle the
2607                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2608                  */
2609                 BUF_UNLOCK(bp);
2610                 return;
2611         }
2612
2613         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2614                 bqrelse(bp);
2615                 return;
2616         }
2617
2618         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2619                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2620                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2621                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2622                 bdirty(bp);
2623         }
2624
2625         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2626             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2627                 /*
2628                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2629                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2630                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2631                  * freed.
2632                  */
2633                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2634                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2635         }
2636
2637         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2638             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2639             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2640                 /*
2641                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2642                  * means the device is gone) are treated as being
2643                  * transient.
2644                  *
2645                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2646                  * contract with the local storage device drivers is that
2647                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2648                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2649                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2650                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2651                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2652                  * this entire case should be made obsolete through better
2653                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2654                  *
2655                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2656                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2657                  * to access the buffer to untangle them.
2658                  *
2659                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2660                  */
2661                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2662                 bdirty(bp);
2663         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2664             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2665                 /*
2666                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2667                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2668                  * no longer present.
2669                  */
2670                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2671                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2672                         buf_deallocate(bp);
2673                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2674                         bdirtysub(bp);
2675                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2676                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2677                         allocbuf(bp, 0);
2678                         if (bp->b_vp)
2679                                 brelvp(bp);
2680                 }
2681         }
2682
2683         /*
2684          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2685          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2686          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2687          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2688          * 
2689          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2690          * if B_DELWRI is set.
2691          */
2692         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2693                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2694
2695         /*
2696          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2697          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2698          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2699          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2700          *
2701          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2702          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2703          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2704          *
2705          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2706          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2707          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2708          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2709          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2710          * background write.
2711          */
2712
2713         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2714
2715         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2716             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2717             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2718             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2719                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2720                 allocbuf(bp, 0);
2721         }
2722
2723         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2724             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2725                 allocbuf(bp, 0);
2726                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2727                 if (bp->b_vp != NULL)
2728                         brelvp(bp);
2729         }
2730                         
2731         /*
2732          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2733          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2734          * doesn't find it.
2735          */
2736         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2737             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2738                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2739         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2740                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2741                         bundirty(bp);
2742                 if (bp->b_vp)
2743                         brelvp(bp);
2744         }
2745
2746         buf_track(bp, __func__);
2747
2748         /* buffers with no memory */
2749         if (bp->b_bufsize == 0) {
2750                 buf_free(bp);
2751                 return;
2752         }
2753         /* buffers with junk contents */
2754         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2755             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2756                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2757                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2758                         panic("losing buffer 2");
2759                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2760                 bp->b_flags |= B_AGE;
2761         /* remaining buffers */
2762         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2763                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2764         else
2765                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2766
2767         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2768                 panic("brelse: not dirty");
2769
2770         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2771         /* binsfree unlocks bp. */
2772         binsfree(bp, qindex);
2773 }
2774
2775 /*
2776  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2777  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2778  *
2779  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2780  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2781  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2782  * again soon.
2783  *
2784  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2785  */
2786 void
2787 bqrelse(struct buf *bp)
2788 {
2789         int qindex;
2790
2791         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2792         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2793             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2794
2795         qindex = QUEUE_NONE;
2796         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2797                 /* do not release to free list */
2798                 BUF_UNLOCK(bp);
2799                 return;
2800         }
2801         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2802
2803         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2804                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2805                         bremfreef(bp);
2806                 goto out;
2807         }
2808
2809         /* buffers with stale but valid contents */
2810         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2811             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2812                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2813                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2814                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2815                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2816         } else {
2817                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2818                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2819                         panic("bqrelse: not dirty");
2820                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2821                         brelse(bp);
2822                         return;
2823                 }
2824                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2825         }
2826         buf_track(bp, __func__);
2827         /* binsfree unlocks bp. */
2828         binsfree(bp, qindex);
2829         return;
2830
2831 out:
2832         buf_track(bp, __func__);
2833         /* unlock */
2834         BUF_UNLOCK(bp);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2839  * restore bogus pages.
2840  */
2841 static void
2842 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2843 {
2844         vm_ooffset_t foff;
2845         vm_page_t m;
2846         vm_object_t obj;
2847         struct vnode *vp __unused;
2848         int i, iosize, resid;
2849         bool bogus;
2850
2851         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2852         KASSERT(REFCOUNT_COUNT(obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2853             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2854             REFCOUNT_COUNT(obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2855
2856         vp = bp->b_vp;
2857         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2858             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2859         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2860             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2861
2862         foff = bp->b_offset;
2863         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2864             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2865
2866         bogus = false;
2867         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2868         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2869         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2870                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2871                 if (resid > iosize)
2872                         resid = iosize;
2873
2874                 /*
2875                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2876                  */
2877                 m = bp->b_pages[i];
2878                 if (m == bogus_page) {
2879                         bogus = true;
2880                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2881                         if (m == NULL)
2882                                 panic("biodone: page disappeared!");
2883                         bp->b_pages[i] = m;
2884                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2885                         /*
2886                          * In the write case, the valid and clean bits are
2887                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2888                          * only need to do this here in the read case.
2889                          */
2890                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2891                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2892                             "has unexpected dirty bits", m));
2893                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2894                 }
2895                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2896                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2897                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2898
2899                 vm_page_sunbusy(m);
2900                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2901                 iosize -= resid;
2902         }
2903         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2904         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2905         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2906                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2907                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2908                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2909         }
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2914  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2915  */
2916 static void
2917 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2918 {
2919         vm_object_t obj;
2920         vm_page_t m;
2921         int flags, i, resid, poffset, presid;
2922
2923         if (buf_mapped(bp)) {
2924                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2925                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2926         } else
2927                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2928         /*
2929          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2930          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2931          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2932          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2933          *
2934          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2935          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2936          * m->dirty, etc...). 
2937          *
2938          * See man buf(9) for more information
2939          */
2940         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2941         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2942         resid = bp->b_bufsize;
2943         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2944         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2945         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2946                 m = bp->b_pages[i];
2947                 if (m == bogus_page)
2948                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2949                 bp->b_pages[i] = NULL;
2950
2951                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2952                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2953                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2954                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
2955                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2956                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2957                 vm_page_sunbusy(m);
2958                 vm_page_release_locked(m, flags);
2959                 resid -= presid;
2960                 poffset = 0;
2961         }
2962         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2963         bp->b_npages = 0;
2964 }
2965
2966 /*
2967  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2968  */
2969 static void
2970 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2971 {
2972         vm_object_t obj;
2973         vm_page_t m;
2974         int flags, i;
2975
2976         if (bp->b_npages == desiredpages)
2977                 return;
2978
2979         if (buf_mapped(bp)) {
2980                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2981                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2982                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
2983         } else
2984                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2985
2986         /*
2987          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
2988          */
2989         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2990         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
2991                 flags |= VPR_TRYFREE;
2992                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2993                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2994         } else {
2995                 obj = NULL;
2996         }
2997         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2998                 m = bp->b_pages[i];
2999                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3000                 bp->b_pages[i] = NULL;
3001                 if (obj != NULL)
3002                         vm_page_release_locked(m, flags);
3003                 else
3004                         vm_page_release(m, flags);
3005         }
3006         if (obj != NULL)
3007                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3008         bp->b_npages = desiredpages;
3009 }
3010
3011 /*
3012  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3013  */
3014 static void
3015 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3016 {
3017         /*
3018          * We are growing the buffer, possibly in a 
3019          * byte-granular fashion.
3020          */
3021         vm_object_t obj;
3022         vm_offset_t toff;
3023         vm_offset_t tinc;
3024         vm_page_t m;
3025
3026         /*
3027          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3028          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3029          * are not valid for the range covered by the buffer.
3030          */
3031         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3032         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3033         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3034                 /*
3035                  * We must allocate system pages since blocking
3036                  * here could interfere with paging I/O, no
3037                  * matter which process we are.
3038                  *
3039                  * Only exclusive busy can be tested here.
3040                  * Blocking on shared busy might lead to
3041                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3042                  * pages are vfs_busy_pages().
3043                  */
3044                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3045                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3046                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3047                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3048                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3049                 bp->b_npages = desiredpages;
3050         }
3051
3052         /*
3053          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3054          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3055          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3056          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3057          * aligned range ( newbsize ).
3058          *
3059          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3060          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3061          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3062          * fails with NFS if the server or some other client
3063          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3064          * B_CACHE may remain set! XXX
3065          */
3066         toff = bp->b_bcount;
3067         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3068         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3069                 vm_pindex_t pi;
3070
3071                 if (tinc > (size - toff))
3072                         tinc = size - toff;
3073                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3074                 m = bp->b_pages[pi];
3075                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3076                 toff += tinc;
3077                 tinc = PAGE_SIZE;
3078         }
3079         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3080
3081         /*
3082          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3083          */
3084         if (buf_mapped(bp))
3085                 bpmap_qenter(bp);
3086         else
3087                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3092  * write.
3093  */
3094 static int
3095 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3096 {
3097         struct buf *bpa;
3098         int match;
3099
3100         match = 0;
3101
3102         /* If the buf isn't in core skip it */
3103         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3104                 return (0);
3105
3106         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3107         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3108                 return (0);
3109
3110         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3111         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3112             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3113                 goto done;
3114
3115         if (bpa->b_bufsize != size)
3116                 goto done;
3117
3118         /*
3119          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3120          * block has been mapped.
3121          */
3122         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3123                 match = 1;
3124 done:
3125         BUF_UNLOCK(bpa);
3126         return (match);
3127 }
3128
3129 /*
3130  *      vfs_bio_awrite:
3131  *
3132  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3133  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3134  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3135  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3136  */
3137 int
3138 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3139 {
3140         struct bufobj *bo;
3141         int i;
3142         int j;
3143         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3144         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3145         int ncl;
3146         int nwritten;
3147         int size;
3148         int maxcl;
3149         int gbflags;
3150
3151         bo = &vp->v_bufobj;
3152         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3153         /*
3154          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3155          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3156          * rather then at the beginning.
3157          */
3158         if ((vp->v_type == VREG) && 
3159             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3160             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3161
3162                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3163                 maxcl = MAXPHYS / size;
3164
3165                 BO_RLOCK(bo);
3166                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3167                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3168                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3169                                 break;
3170
3171                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3172                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3173                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3174                                 break;
3175                 BO_RUNLOCK(bo);
3176                 --j;
3177                 ncl = i + j;
3178                 /*
3179                  * this is a possible cluster write
3180                  */
3181                 if (ncl != 1) {
3182                         BUF_UNLOCK(bp);
3183                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3184                             gbflags);
3185                         return (nwritten);
3186                 }
3187         }
3188         bremfree(bp);
3189         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3190         /*
3191          * default (old) behavior, writing out only one block
3192          *
3193          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3194          */
3195         nwritten = bp->b_bufsize;
3196         (void) bwrite(bp);
3197
3198         return (nwritten);
3199 }
3200
3201 /*
3202  *      getnewbuf_kva:
3203  *
3204  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3205  */
3206 static int
3207 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3208 {
3209
3210         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3211                 /*
3212                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3213                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3214                  */
3215                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3216
3217                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3218                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3219                         return (ENOSPC);
3220         }
3221         return (0);
3222 }
3223
3224 /*
3225  *      getnewbuf:
3226  *
3227  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3228  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3229  *
3230  *      We block if:
3231  *              We have insufficient buffer headers
3232  *              We have insufficient buffer space
3233  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3234  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3235  *
3236  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3237  *      allocbuf() is called.
3238  */
3239 static struct buf *
3240 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3241 {
3242         struct bufdomain *bd;
3243         struct buf *bp;
3244         bool metadata, reserved;
3245
3246         bp = NULL;
3247         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3248             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3249         if (!unmapped_buf_allowed)
3250                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3251
3252         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3253             vp->v_type == VCHR)
3254                 metadata = true;
3255         else
3256                 metadata = false;
3257         if (vp == NULL)
3258                 bd = &bdomain[0];
3259         else
3260                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3261
3262         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3263         reserved = false;
3264         do {
3265                 if (reserved == false &&
3266                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3267                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3268                         continue;
3269                 }
3270                 reserved = true;
3271                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3272                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3273                         continue;
3274                 }
3275                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3276                         return (bp);
3277                 break;
3278         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3279
3280         if (reserved)
3281                 bufspace_release(bd, maxsize);
3282         if (bp != NULL) {
3283                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3284                 brelse(bp);
3285         }
3286         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3287
3288         return (NULL);
3289 }
3290
3291 /*
3292  *      buf_daemon:
3293  *
3294  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3295  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3296  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3297  */
3298 static struct kproc_desc buf_kp = {
3299         "bufdaemon",
3300         buf_daemon,
3301         &bufdaemonproc
3302 };
3303 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3304
3305 static int
3306 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3307 {
3308         int flushed;
3309
3310         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3311         if (flushed == 0) {
3312                 /*
3313                  * Could not find any buffers without rollback
3314                  * dependencies, so just write the first one
3315                  * in the hopes of eventually making progress.
3316                  */
3317                 if (vp != NULL && target > 2)
3318                         target /= 2;
3319                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3320         }
3321         return (flushed);
3322 }
3323
3324 static void
3325 buf_daemon()
3326 {
3327         struct bufdomain *bd;
3328         int speedupreq;
3329         int lodirty;
3330         int i;
3331
3332         /*
3333          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3334          */
3335         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3336             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3337
3338         /*
3339          * Start the buf clean daemons as children threads.
3340          */
3341         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3342                 int error;
3343
3344                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3345                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3346                 if (error)
3347                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3348         }
3349
3350         /*
3351          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3352          */
3353         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3354         mtx_lock(&bdlock);
3355         for (;;) {
3356                 bd_request = 0;
3357                 mtx_unlock(&bdlock);
3358
3359                 kthread_suspend_check();
3360
3361                 /*
3362                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3363                  * requests.
3364                  */
3365                 speedupreq = bd_speedupreq;
3366                 bd_speedupreq = 0;
3367
3368                 /*
3369                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3370                  * the speedup request.
3371                  */
3372                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3373                         bd = &bdomain[i];
3374                         if (speedupreq)
3375                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3376                         else
3377                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3378                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3379                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3380                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3381                                         break;
3382                                 kern_yield(PRI_USER);
3383                         }
3384                 }
3385
3386                 /*
3387                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3388                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3389                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3390                  * built up, within reason.
3391                  *
3392                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3393                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3394                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3395                  */
3396                 mtx_lock(&bdlock);
3397                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3398                         /*
3399                          * We reached our low water mark, reset the
3400                          * request and sleep until we are needed again.
3401                          * The sleep is just so the suspend code works.
3402                          */
3403                         bd_request = 0;
3404                         /*
3405                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3406                          * changed via sysctl and the explicit transition
3407                          * out of shortfall was missed.
3408                          */
3409                         bdirtywakeup();
3410                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3411                                 runningwakeup();
3412                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3413                 } else {
3414                         /*
3415                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3416                          * still have too many dirty buffers, we
3417                          * have to sleep and try again.  (rare)
3418                          */
3419                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3420                 }
3421         }
3422 }
3423
3424 /*
3425  *      flushbufqueues:
3426  *
3427  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3428  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3429  *      particularly sensitive to.
3430  */
3431 static int flushwithdeps = 0;
3432 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3433     &flushwithdeps, 0,
3434     "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3435
3436 static int
3437 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3438     int flushdeps)
3439 {
3440         struct bufqueue *bq;
3441         struct buf *sentinel;
3442         struct vnode *vp;
3443         struct mount *mp;
3444         struct buf *bp;
3445         int hasdeps;
3446         int flushed;
3447         int error;
3448         bool unlock;
3449
3450         flushed = 0;
3451         bq = &bd->bd_dirtyq;
3452         bp = NULL;
3453         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3454         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3455         BQ_LOCK(bq);
3456         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3457         BQ_UNLOCK(bq);
3458         while (flushed != target) {
3459                 maybe_yield();
3460                 BQ_LOCK(bq);
3461                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3462                 if (bp != NULL) {
3463                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3464                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3465                             b_freelist);
3466                 } else {
3467                         BQ_UNLOCK(bq);
3468                         break;
3469                 }
3470                 /*
3471                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3472                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3473                  *
3474                  * Only flush the buffers that belong to the
3475                  * vnode locked by the curthread.
3476                  */
3477                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3478                     bp->b_vp != lvp)) {
3479                         BQ_UNLOCK(bq);
3480                         continue;
3481                 }
3482                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3483                 BQ_UNLOCK(bq);
3484                 if (error != 0)
3485                         continue;
3486
3487                 /*
3488                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3489                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3490                  */
3491                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3492                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3493                         BUF_UNLOCK(bp);
3494                         continue;
3495                 }
3496                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3497                         bremfreef(bp);
3498                         brelse(bp);
3499                         flushed++;
3500                         continue;
3501                 }
3502
3503                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3504                         if (flushdeps == 0) {
3505                                 BUF_UNLOCK(bp);
3506                                 continue;
3507                         }
3508                         hasdeps = 1;
3509                 } else
3510                         hasdeps = 0;
3511                 /*
3512                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3513                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3514                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3515                  * system.
3516                  *
3517                  * The lock order here is the reverse of the normal
3518                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3519                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3520                  */
3521                 vp = bp->b_vp;
3522                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3523                         BUF_UNLOCK(bp);
3524                         continue;
3525                 }
3526                 if (lvp == NULL) {
3527                         unlock = true;
3528                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3529                 } else {
3530                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3531                         unlock = false;
3532                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3533                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3534                 }
3535                 if (error == 0) {
3536                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3537                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3538                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3539                                 vfs_bio_awrite(bp);
3540                         } else {
3541                                 bremfree(bp);
3542                                 bwrite(bp);
3543                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3544                         }
3545                         vn_finished_write(mp);
3546                         if (unlock)
3547                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3548                         flushwithdeps += hasdeps;
3549                         flushed++;
3550
3551                         /*
3552                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3553                          * vnode lock leads to deadlock.
3554                          */
3555                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3556                             runningbufspace > hirunningspace)
3557                                 waitrunningbufspace();
3558                         continue;
3559                 }
3560                 vn_finished_write(mp);
3561                 BUF_UNLOCK(bp);
3562         }
3563         BQ_LOCK(bq);
3564         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3565         BQ_UNLOCK(bq);
3566         free(sentinel, M_TEMP);
3567         return (flushed);
3568 }
3569
3570 /*
3571  * Check to see if a block is currently memory resident.
3572  */
3573 struct buf *
3574 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3575 {
3576         struct buf *bp;
3577
3578         BO_RLOCK(bo);
3579         bp = gbincore(bo, blkno);
3580         BO_RUNLOCK(bo);
3581         return (bp);
3582 }
3583
3584 /*
3585  * Returns true if no I/O is needed to access the
3586  * associated VM object.  This is like incore except
3587  * it also hunts around in the VM system for the data.
3588  */
3589
3590 static int
3591 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3592 {
3593         vm_object_t obj;
3594         vm_offset_t toff, tinc, size;
3595         vm_page_t m;
3596         vm_ooffset_t off;
3597
3598         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3599
3600         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3601                 return 1;
3602         if (vp->v_mount == NULL)
3603                 return 0;
3604         obj = vp->v_object;
3605         if (obj == NULL)
3606                 return (0);
3607
3608         size = PAGE_SIZE;
3609         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3610                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3611         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3612
3613         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3614         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3615                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3616                 if (!m)
3617                         goto notinmem;
3618                 tinc = size;
3619                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3620                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3621                 if (vm_page_is_valid(m,
3622                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3623                         goto notinmem;
3624         }
3625         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3626         return 1;
3627
3628 notinmem:
3629         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3630         return (0);
3631 }
3632
3633 /*
3634  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3635  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3636  * to the size of the buffer.
3637  *
3638  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3639  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3640  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3641  *
3642  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3643  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3644  */
3645 static void
3646 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3647 {
3648         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3649         vm_page_t m;
3650         int i;
3651
3652         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3653                 return;
3654
3655         foff = bp->b_offset;
3656         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3657             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3658
3659         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3660         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3661         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3662         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3663                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3664                 eoff = noff;
3665                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3666                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3667                 m = bp->b_pages[i];
3668                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3669                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3670                 foff = noff;
3671         }
3672         vfs_busy_pages_release(bp);
3673         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3674 }
3675
3676 static void
3677 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3678 {
3679         vm_object_t object;
3680         int i;
3681
3682         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3683         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3684
3685         /*
3686          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3687          * object has been flushed yet.
3688          */
3689         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3690                 vm_offset_t boffset;
3691                 vm_offset_t eoffset;
3692
3693                 /*
3694                  * test the pages to see if they have been modified directly
3695                  * by users through the VM system.
3696                  */
3697                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3698                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3699
3700                 /*
3701                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3702                  * (eoffset - boffset) bytes.
3703                  */
3704
3705                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3706                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3707                                 break;
3708                 }
3709                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3710
3711                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3712                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3713                                 break;
3714                         }
3715                 }
3716                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3717
3718                 /*
3719                  * Fit it to the buffer.
3720                  */
3721
3722                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3723                         eoffset = bp->b_bcount;
3724
3725                 /*
3726                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3727                  * dirty range.
3728                  */
3729
3730                 if (boffset < eoffset) {
3731                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3732                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3733                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3734                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3735                 }
3736         }
3737 }
3738
3739 /*
3740  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3741  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3742  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3743  */
3744 static void
3745 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3746 {
3747         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3748         off_t offset;
3749
3750         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3751             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3752         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3753             bp->b_data == unmapped_buf &&
3754             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3755         if (!need_mapping && !need_kva)
3756                 return;
3757
3758         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3759
3760         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3761                 /*
3762                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3763                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3764                  * allocated space.
3765                  */
3766                 goto has_addr;
3767         }
3768
3769         /*
3770          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3771          * if the buffer was mapped.
3772          */
3773         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3774         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3775         offset = blkno * bsize;
3776         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3777         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3778
3779         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3780                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3781                         /*
3782                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3783                          * succeed, not sure what else to do.
3784                          */
3785                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3786                 }
3787                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3788                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3789         }
3790 has_addr:
3791         if (need_mapping) {
3792                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3793                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3794                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3795                 bpmap_qenter(bp);
3796         }
3797 }
3798
3799 struct buf *
3800 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3801     int flags)
3802 {
3803         struct buf *bp;
3804         int error;
3805
3806         error = getblkx(vp, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3807         if (error != 0)
3808                 return (NULL);
3809         return (bp);
3810 }
3811
3812 /*
3813  *      getblkx:
3814  *
3815  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3816  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3817  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3818  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3819  *      READ.
3820  *
3821  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3822  *      an existing buffer.
3823  *
3824  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3825  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3826  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3827  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3828  *
3829  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3830  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3831  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3832  *      backing VM.
3833  *
3834  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3835  *      B_CACHE bit is clear.
3836  *      
3837  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3838  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3839  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3840  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3841  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3842  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3843  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3844  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3845  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3846  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3847  */
3848 int
3849 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3850     int flags, struct buf **bpp)
3851 {
3852         struct buf *bp;
3853         struct bufobj *bo;
3854         daddr_t d_blkno;
3855         int bsize, error, maxsize, vmio;
3856         off_t offset;
3857
3858         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3859         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3860             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3861         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3862         if (size > maxbcachebuf)
3863                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3864                     maxbcachebuf);
3865         if (!unmapped_buf_allowed)
3866                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3867
3868         bo = &vp->v_bufobj;
3869         d_blkno = blkno;
3870 loop:
3871         BO_RLOCK(bo);
3872         bp = gbincore(bo, blkno);
3873         if (bp != NULL) {
3874                 int lockflags;
3875                 /*
3876                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3877                  * it must be on a queue.
3878                  */
3879                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3880
3881                 if ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0)
3882                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3883
3884                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3885                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3886
3887                 /*
3888                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3889                  * the buffer changed identities.
3890                  */
3891                 if (error == ENOLCK)
3892                         goto loop;
3893                 /* We timed out or were interrupted. */
3894                 else if (error != 0)
3895                         return (error);
3896                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3897                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3898                         goto end;
3899
3900                 /*
3901                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3902                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3903                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3904                  * backing VM cache.
3905                  */
3906                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3907                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3908                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3909                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3910                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3911                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3912                 else
3913                         bremfree(bp);
3914
3915                 /*
3916                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3917                  */
3918                 if (bp->b_bcount != size) {
3919                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3920                             (size > bp->b_kvasize)) {
3921                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3922                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3923                                         bwrite(bp);
3924                                 } else {
3925                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3926                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3927                                                 brelse(bp);
3928                                         } else {
3929                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3930                                                 bwrite(bp);
3931                                         }
3932                                 }
3933                                 goto loop;
3934                         }
3935                 }
3936
3937                 /*
3938                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3939                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3940                  * reservation is requested.
3941                  */
3942                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3943
3944                 /*
3945                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3946                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3947                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3948                  * unchanged from its previous state.
3949                  */
3950                 allocbuf(bp, size);
3951
3952                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3953                     ("getblk: no buffer offset"));
3954
3955                 /*
3956                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3957                  * be committed before we can return the buffer in
3958                  * order to prevent the caller from issuing a read
3959                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3960                  * it.
3961                  *
3962                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3963                  * operate properly either because they assume they
3964                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3965                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3966                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3967                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3968                  * preventing further loops.
3969                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3970                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3971                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3972                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3973                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3974                  * after the write.
3975                  *
3976                  * We might be able to do something fancy, like setting
3977                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3978                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3979                  * confusing.  This is much easier.
3980                  */
3981
3982                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3983                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3984                         bwrite(bp);
3985                         goto loop;
3986                 }
3987                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3988         } else {
3989                 /*
3990                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3991                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3992                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3993                  */
3994                 BO_RUNLOCK(bo);
3995                 /*
3996                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3997                  * here.
3998                  */
3999                 if (flags & GB_NOCREAT)
4000                         return (EEXIST);
4001
4002                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4003                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4004                 offset = blkno * bsize;
4005                 vmio = vp->v_object != NULL;
4006                 if (vmio) {
4007                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4008                 } else {
4009                         maxsize = size;
4010                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4011                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4012                 }
4013                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4014                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4015                     !vn_isdisk(vp, NULL)) {
4016                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4017                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4018                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4019                             vp));
4020                         if (error != 0)
4021                                 return (error);
4022                         if (d_blkno == -1)
4023                                 return (EJUSTRETURN);
4024                 }
4025
4026                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4027                 if (bp == NULL) {
4028                         if (slpflag || slptimeo)
4029                                 return (ETIMEDOUT);
4030                         /*
4031                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4032                          * enough to work under very low memory conditions.
4033                          *
4034                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4035                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4036                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4037                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4038                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4039                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4040                          * This never happens because we never yield.
4041                          *
4042                          * The real solution is to identify and fix these cases
4043                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4044                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4045                          */
4046                         kern_yield(PRI_USER);
4047                         goto loop;
4048                 }
4049
4050                 /*
4051                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4052                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4053                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4054                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4055                  * throw away the one we just created.
4056                  *
4057                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4058                  * with the vp especially considering limitations in
4059                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4060                  * lblkno's.
4061                  */
4062                 BO_LOCK(bo);
4063                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4064                         BO_UNLOCK(bo);
4065                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4066                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4067                         brelse(bp);
4068                         goto loop;
4069                 }
4070
4071                 /*
4072                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4073                  * be found by incore.
4074                  */
4075                 bp->b_lblkno = blkno;
4076                 bp->b_blkno = d_blkno;
4077                 bp->b_offset = offset;
4078                 bgetvp(vp, bp);
4079                 BO_UNLOCK(bo);
4080
4081                 /*
4082                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4083                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4084                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4085                  * backing store for validity.
4086                  */
4087
4088                 if (vmio) {
4089                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4090                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4091                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4092                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4093                 } else {
4094                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4095                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4096                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4097                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4098                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4099                 }
4100
4101                 allocbuf(bp, size);
4102                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4103                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4104         }
4105         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4106 end:
4107         buf_track(bp, __func__);
4108         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4109             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4110         *bpp = bp;
4111         return (0);
4112 }
4113
4114 /*
4115  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4116  * set to B_INVAL.
4117  */
4118 struct buf *
4119 geteblk(int size, int flags)
4120 {
4121         struct buf *bp;
4122         int maxsize;
4123
4124         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4125         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4126                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4127                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4128                         return (NULL);
4129         }
4130         allocbuf(bp, size);
4131         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4132         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4133         return (bp);
4134 }
4135
4136 /*
4137  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4138  */
4139 static void
4140 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4141 {
4142
4143         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4144                 /*
4145                  * malloced buffers are not shrunk
4146                  */
4147                 if (newbsize == 0) {
4148                         bufmallocadjust(bp, 0);
4149                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4150                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4151                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4152                 }
4153                 return;
4154         }
4155         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4156         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4157 }
4158
4159 /*
4160  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4161  */
4162 static void
4163 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4164 {
4165         caddr_t origbuf;
4166         int origbufsize;
4167
4168         /*
4169          * We only use malloced memory on the first allocation.
4170          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4171          * grows.
4172          *
4173          * There is a potential smp race here that could lead
4174          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4175          * is probably extremely rare and not worth worrying
4176          * over.
4177          */
4178         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4179             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4180                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4181                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4182                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4183                 return;
4184         }
4185
4186         /*
4187          * If the buffer is growing on its other-than-first
4188          * allocation then we revert to the page-allocation
4189          * scheme.
4190          */
4191         origbuf = NULL;
4192         origbufsize = 0;
4193         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4194                 origbuf = bp->b_data;
4195                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4196                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4197                 bufmallocadjust(bp, 0);
4198                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4199                 newbsize = round_page(newbsize);
4200         }
4201         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4202             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4203         if (origbuf != NULL) {
4204                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4205                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4206         }
4207         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4208 }
4209
4210 /*
4211  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4212  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4213  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4214  * resize a buffer up or down.
4215  *
4216  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4217  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4218  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4219  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4220  *
4221  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4222  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4223  */
4224 int
4225 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4226 {
4227         int newbsize;
4228
4229         if (bp->b_bcount == size)
4230                 return (1);
4231
4232         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4233                 panic("allocbuf: buffer too small");
4234
4235         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4236         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4237                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4238                         newbsize = round_page(newbsize);
4239                 /*
4240                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4241                  * mess with B_CACHE.
4242                  */
4243                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4244                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4245                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4246                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4247         } else {
4248                 int desiredpages;
4249
4250                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4251                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4252
4253                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4254                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4255                 /*
4256                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4257                  * 0-length.
4258                  */
4259                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4260                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4261
4262                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4263                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4264                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4265                 else if (size > bp->b_bcount)
4266                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4267                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4268         }
4269         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4270         return (1);
4271 }
4272
4273 extern int inflight_transient_maps;
4274
4275 static struct bio_queue nondump_bios;
4276
4277 void
4278 biodone(struct bio *bp)
4279 {
4280         struct mtx *mtxp;
4281         void (*done)(struct bio *);
4282         vm_offset_t start, end;
4283
4284         biotrack(bp, __func__);
4285
4286         /*
4287          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4288          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4289          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4290          * to keep the system usable after it has been resumed.
4291          */
4292         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4293                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4294                 return;
4295         }
4296         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4297                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4298                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4299                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4300                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4301                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4302                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4303                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4304                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4305         }
4306         done = bp->bio_done;
4307         if (done == NULL) {
4308                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4309                 mtx_lock(mtxp);
4310                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4311                 wakeup(bp);
4312                 mtx_unlock(mtxp);
4313         } else
4314                 done(bp);
4315 }
4316
4317 /*
4318  * Wait for a BIO to finish.
4319  */
4320 int
4321 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4322 {
4323         struct mtx *mtxp;
4324
4325         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4326         mtx_lock(mtxp);
4327         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4328                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4329         mtx_unlock(mtxp);
4330         if (bp->bio_error != 0)
4331                 return (bp->bio_error);
4332         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4333                 return (0);
4334         return (EIO);
4335 }
4336
4337 void
4338 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4339 {
4340         
4341         if (error) {
4342                 bp->bio_error = error;
4343                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4344         }
4345         if (stat != NULL)
4346                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4347         biodone(bp);
4348 }
4349
4350 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4351 void
4352 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4353 {
4354
4355         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4356 }
4357 #endif
4358
4359 /*
4360  *      bufwait:
4361  *
4362  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4363  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4364  *      error and cleared.
4365  */
4366 int
4367 bufwait(struct buf *bp)
4368 {
4369         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4370                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4371         else
4372                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4373         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4374                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4375                 return (EINTR);
4376         }
4377         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4378                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4379         } else {
4380                 return (0);
4381         }
4382 }
4383
4384 /*
4385  *      bufdone:
4386  *
4387  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4388  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4389  *      not allowed.
4390  *
4391  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4392  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4393  *      assuming B_INVAL is clear.
4394  *
4395  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4396  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4397  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4398  *
4399  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4400  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4401  *      in the biodone routine.
4402  */
4403 void
4404 bufdone(struct buf *bp)
4405 {
4406         struct bufobj *dropobj;
4407         void    (*biodone)(struct buf *);
4408
4409         buf_track(bp, __func__);
4410         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4411         dropobj = NULL;
4412
4413         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4414
4415         runningbufwakeup(bp);
4416         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4417                 dropobj = bp->b_bufobj;
4418         /* call optional completion function if requested */
4419         if (bp->b_iodone != NULL) {
4420                 biodone = bp->b_iodone;
4421                 bp->b_iodone = NULL;
4422                 (*biodone) (bp);
4423                 if (dropobj)
4424                         bufobj_wdrop(dropobj);
4425                 return;
4426         }
4427         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4428                 /*
4429                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4430                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4431                  * routines.
4432                  */
4433                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4434                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4435                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4436                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4437                 vfs_vmio_iodone(bp);
4438         }
4439         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4440                 buf_complete(bp);
4441         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4442                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4443                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4444                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4445                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4446         }
4447         /*
4448          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4449          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4450          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4451          */
4452         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4453                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4454                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4455                         brelse(bp);
4456                 else
4457                         bqrelse(bp);
4458         } else
4459                 bdone(bp);
4460         if (dropobj)
4461                 bufobj_wdrop(dropobj);
4462 }
4463
4464 /*
4465  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4466  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4467  * consistent.
4468  */
4469 void
4470 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4471 {
4472         int i;
4473         vm_object_t obj;
4474         vm_page_t m;
4475
4476         runningbufwakeup(bp);
4477         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4478                 return;
4479
4480         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4481         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4482         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4483                 m = bp->b_pages[i];
4484                 if (m == bogus_page) {
4485                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4486                         if (!m)
4487                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4488                         bp->b_pages[i] = m;
4489                         if (buf_mapped(bp)) {
4490                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4491                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4492                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4493                         } else
4494                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4495                 }
4496                 vm_page_sunbusy(m);
4497         }
4498         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4499         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4500 }
4501
4502 /*
4503  * vfs_page_set_valid:
4504  *
4505  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4506  *      range is restricted to the buffer's size.
4507  *
4508  *      This routine is typically called after a read completes.
4509  */
4510 static void
4511 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4512 {
4513         vm_ooffset_t eoff;
4514
4515         /*
4516          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4517          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4518          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4519          * allocation size of the buffer.
4520          */
4521         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4522         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4523                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4524
4525         /*
4526          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4527          * entire page.
4528          */
4529         if (eoff > off)
4530                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4531 }
4532
4533 /*
4534  * vfs_page_set_validclean:
4535  *
4536  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4537  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4538  */
4539 static void
4540 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4541 {
4542         vm_ooffset_t soff, eoff;
4543
4544         /*
4545          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4546          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4547          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4548          * of the buffer.
4549          */
4550         soff = off;
4551         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4552         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4553                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4554
4555         /*
4556          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4557          * entire page.
4558          */
4559         if (eoff > soff) {
4560                 vm_page_set_validclean(
4561                     m,
4562                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4563                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4564                 );
4565         }
4566 }
4567
4568 /*
4569  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4570  */
4571 void
4572 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4573 {
4574         int i;
4575
4576         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4577         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4578                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4579 }
4580
4581 void
4582 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4583 {
4584         int i;
4585
4586         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4587         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4588                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4589 }
4590
4591 /*
4592  * This routine is called before a device strategy routine.
4593  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4594  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4595  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4596  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4597  * inconsistent.
4598  *
4599  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4600  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4601  * and should be ignored.
4602  */
4603 void
4604 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4605 {
4606         vm_object_t obj;
4607         vm_ooffset_t foff;
4608         vm_page_t m;
4609         int i;
4610         bool bogus;
4611
4612         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4613                 return;
4614
4615         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4616         foff = bp->b_offset;
4617         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4618             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4619         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4620         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4621                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4622                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4623         }
4624         if (bp->b_bufsize != 0)
4625                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4626         bogus = false;
4627         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4628                 m = bp->b_pages[i];
4629                 vm_page_assert_sbusied(m);
4630
4631                 /*
4632                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4633                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4634                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4635                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4636                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4637                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4638                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4639                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4640                  * first place ).  The replacement prevents the read
4641                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4642                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4643                  * It may not work properly with small-block devices.
4644                  * We need to find a better way.
4645                  */
4646                 if (clear_modify) {
4647                         pmap_remove_write(m);
4648                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4649                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4650                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4651                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4652                         bogus = true;
4653                 }
4654                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4655         }
4656         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4657         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4658                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4659                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4660                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4661         }
4662 }
4663
4664 /*
4665  *      vfs_bio_set_valid:
4666  *
4667  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4668  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4669  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4670  *      page.
4671  */
4672 void   
4673 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4674 {
4675         int i, n;
4676         vm_page_t m;
4677
4678         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4679                 return;
4680
4681         /*
4682          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4683          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4684          * first page that can be validated.
4685          */
4686         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4687         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4688
4689         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4690
4691         /*
4692          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4693          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4694          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4695          * other page validation.
4696          */
4697         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4698         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4699                 m = bp->b_pages[i];
4700                 if (n > size)
4701                         n = size;
4702                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4703                 base += n;
4704                 size -= n;
4705                 n = PAGE_SIZE;
4706         }
4707         vfs_busy_pages_release(bp);
4708         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4709 }
4710
4711 /*
4712  *      vfs_bio_clrbuf:
4713  *
4714  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4715  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4716  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4717  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4718  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4719  *
4720  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4721  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4722  */
4723 void
4724 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4725 {
4726         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4727
4728         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4729                 clrbuf(bp);
4730                 return;
4731         }
4732         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4733         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4734         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4735         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4736         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4737             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4738                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4739                         goto unlock;
4740                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4741                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4742                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4743                         goto unlock;
4744                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4745                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4746                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4747                         goto unlock;
4748                 }
4749         }
4750         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4751         slide = 0;
4752         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4753                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4754                 ea = slide & PAGE_MASK;
4755                 if (ea == 0)
4756                         ea = PAGE_SIZE;
4757                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4758                         continue;
4759                 j = sa / DEV_BSIZE;
4760                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4761                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4762                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4763                         continue;
4764                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4765                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4766                 else {
4767                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4768                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4769                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4770                                             sa, DEV_BSIZE);
4771                                 }
4772                         }
4773                 }
4774                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4775         }
4776 unlock:
4777         vfs_busy_pages_release(bp);
4778         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4779         bp->b_resid = 0;
4780 }
4781
4782 void
4783 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4784 {
4785         vm_page_t m;
4786         int i, n;
4787
4788         if (buf_mapped(bp)) {
4789                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4790                 bzero(bp->b_data + base, size);
4791         } else {
4792                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4793                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4794                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4795                         m = bp->b_pages[i];
4796                         if (n > size)
4797                                 n = size;
4798                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4799                         base += n;
4800                         size -= n;
4801                         n = PAGE_SIZE;
4802                 }
4803         }
4804 }
4805
4806 /*
4807  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4808  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4809  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4810  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4811  */
4812 static void
4813 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4814 {
4815
4816         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4817             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4818
4819         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4820                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4821         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4822                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4823         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4824                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4825                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4826                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4827                 if (release)
4828                         brelse(bp);
4829         } else if (release)
4830                 bqrelse(bp);
4831 }
4832
4833 void
4834 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4835 {
4836
4837         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4838 }
4839
4840 void
4841 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4842 {
4843
4844         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4845 }
4846
4847 /*
4848  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4849  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4850  * not associated with a file object.
4851  */
4852 static void
4853 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4854 {
4855         vm_offset_t pg;
4856         vm_page_t p;
4857         int index;
4858
4859         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4860
4861         to = round_page(to);
4862         from = round_page(from);
4863         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4864
4865         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4866                 /*
4867                  * note: must allocate system pages since blocking here
4868                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4869                  * process we are.
4870                  */
4871                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4872                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4873                     VM_ALLOC_WAITOK);
4874                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4875                 bp->b_pages[index] = p;
4876         }
4877         bp->b_npages = index;
4878 }
4879
4880 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4881 static void
4882 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4883 {
4884         vm_offset_t from;
4885         vm_page_t p;
4886         int index, newnpages;
4887
4888         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4889
4890         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4891         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4892         if (bp->b_npages > newnpages)
4893                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4894         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4895                 p = bp->b_pages[index];
4896                 bp->b_pages[index] = NULL;
4897                 vm_page_unwire_noq(p);
4898                 vm_page_free(p);
4899         }
4900         bp->b_npages = newnpages;
4901 }
4902
4903 /*
4904  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4905  *
4906  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4907  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4908  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4909  *
4910  * Note that even if the caller determines that the address space should
4911  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4912  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4913  * check the return value.
4914  *
4915  * This function only works with pager buffers.
4916  */
4917 int
4918 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4919 {
4920         vm_prot_t prot;
4921         int pidx;
4922
4923         if (bp->b_bufsize < 0)
4924                 return (-1);
4925         prot = VM_PROT_READ;
4926         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4927                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4928         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4929             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4930             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4931                 return (-1);
4932         bp->b_npages = pidx;
4933         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4934         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4935                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4936                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4937         } else
4938                 bp->b_data = unmapped_buf;
4939         return(0);
4940 }
4941
4942 /*
4943  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4944  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4945  *
4946  * This function only works with pager buffers.
4947  */
4948 void
4949 vunmapbuf(struct buf *bp)
4950 {
4951         int npages;
4952
4953         npages = bp->b_npages;
4954         if (buf_mapped(bp))
4955                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4956         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4957
4958         bp->b_data = unmapped_buf;
4959 }
4960
4961 void
4962 bdone(struct buf *bp)
4963 {
4964         struct mtx *mtxp;
4965
4966         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4967         mtx_lock(mtxp);
4968         bp->b_flags |= B_DONE;
4969         wakeup(bp);
4970         mtx_unlock(mtxp);
4971 }
4972
4973 void
4974 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4975 {
4976         struct mtx *mtxp;
4977
4978         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4979         mtx_lock(mtxp);
4980         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4981                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4982         mtx_unlock(mtxp);
4983 }
4984
4985 int
4986 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4987 {
4988
4989         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
4990 }
4991
4992 void
4993 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4994 {
4995         int i __unused;
4996         struct vnode *vp;
4997
4998         vp = bp->b_vp;
4999         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5000         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5001             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5002         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5003         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5004 }
5005
5006 /*
5007  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5008  */
5009 void
5010 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5011 {
5012         static volatile int bufobj_cleanq;
5013
5014         bo->bo_domain =
5015             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5016         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5017         bo->bo_private = private;
5018         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5019         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5020 }
5021
5022 void
5023 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5024 {
5025
5026         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5027         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5028         bo->bo_numoutput++;
5029 }
5030
5031 void
5032 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5033 {
5034
5035         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5036         BO_LOCK(bo);
5037         bo->bo_numoutput++;
5038         BO_UNLOCK(bo);
5039 }
5040
5041 void
5042 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5043 {
5044
5045         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5046         BO_LOCK(bo);
5047         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5048         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5049                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5050                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5051         }
5052         BO_UNLOCK(bo);
5053 }
5054
5055 int
5056 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5057 {
5058         int error;
5059
5060         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5061         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5062         error = 0;
5063         while (bo->bo_numoutput) {
5064                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5065                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5066                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5067                 if (error)
5068                         break;
5069         }
5070         return (error);
5071 }
5072
5073 /*
5074  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5075  */
5076 void
5077 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5078 {
5079
5080         if (!buf_mapped(bp)) {
5081                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5082                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5083                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5084                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5085                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5086                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5087                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5088                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5089                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5090                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5091         } else {
5092                 bip->bio_data = bp->b_data;
5093                 bip->bio_ma = NULL;
5094         }
5095 }
5096
5097 /*
5098  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5099  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5100  * to data corruption.
5101  *
5102  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5103  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5104  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5105  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5106  *
5107  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5108  * earlier chips, it should be flipped back off.
5109  */
5110 #ifdef  __mips__
5111 static int buf_pager_relbuf = 1;
5112 #else
5113 static int buf_pager_relbuf = 0;
5114 #endif
5115 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5116     &buf_pager_relbuf, 0,
5117     "Make buffer pager release buffers after reading");
5118
5119 /*
5120  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5121  *
5122  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5123  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5124  * device block size is greater than the machine page size.  The
5125  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5126  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5127  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5128  * pages.
5129  *
5130  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5131  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5132  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5133  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5134  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5135  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5136  */
5137 int
5138 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5139     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5140     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5141 {
5142         vm_page_t m;
5143         vm_object_t object;
5144         struct buf *bp;
5145         struct mount *mp;
5146         daddr_t lbn, lbnp;
5147         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5148         long bsize;
5149         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5150         bool redo, lpart;
5151
5152         object = vp->v_object;
5153         mp = vp->v_mount;
5154         error = 0;
5155         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5156         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5157                 return (VM_PAGER_BAD);
5158
5159         /*
5160          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5161          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5162          * and the start of the potential read-ahead region.
5163          */
5164         la += PAGE_SIZE;
5165         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5166         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5167
5168         /*
5169          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5170          */
5171         pgsin = count;
5172         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5173         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5174         pgsin += pgsin_b;
5175         if (rbehind != NULL)
5176                 *rbehind = pgsin_b;
5177         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5178         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5179                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5180                     PAGE_SIZE) - la);
5181         pgsin += pgsin_a;
5182         if (rahead != NULL)
5183                 *rahead = pgsin_a;
5184         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5185         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5186
5187         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5188             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5189         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5190 again:
5191         for (i = 0; i < count; i++)
5192                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5193         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5194
5195         lbnp = -1;
5196         for (i = 0; i < count; i++) {
5197                 m = ma[i];
5198
5199                 /*
5200                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5201                  * owned, which together allow for the pages'
5202                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5203                  * useless creation of the buffer for the most typical
5204                  * case when invalidation is not used in redo or for
5205                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5206                  * the end of the function catches the race in a
5207                  * reliable way (protected by the object lock).
5208                  */
5209                 if (vm_page_all_valid(m))
5210                         continue;
5211
5212                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5213                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5214                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5215                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5216                         if (lbn == lbnp)
5217                                 goto next_page;
5218                         lbnp = lbn;
5219
5220                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5221                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5222                             br_flags, &bp);
5223                         if (error != 0)
5224                                 goto end_pages;
5225                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5226                                 /*
5227                                  * Invalidation clears m->valid, but
5228                                  * may leave B_CACHE flag if the
5229                                  * buffer existed at the invalidation
5230                                  * time.  In this case, recycle the
5231                                  * buffer to do real read on next
5232                                  * bread() after redo.
5233                                  *
5234                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5235                                  * necessary, enable to reduce buf
5236                                  * cache pressure.
5237                                  */
5238                                 if (buf_pager_relbuf ||
5239                                     !vm_page_all_valid(m))
5240                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5241
5242                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5243                                 brelse(bp);
5244                         } else {
5245                                 bqrelse(bp);
5246                         }
5247                 }
5248                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5249                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5250                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5251                 if (i == count - 1 && lpart) {
5252                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5253                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5254                             !vm_page_all_valid(m))
5255                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5256                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5257                 }
5258 next_page:;
5259         }
5260 end_pages:
5261
5262         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5263         redo = false;
5264         for (i = 0; i < count; i++) {
5265                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
5266                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
5267
5268                 /*
5269                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5270                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5271                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5272                  * relinguish, they could have been invalidated.
5273                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5274                  *
5275                  * Note that the last page is made fully valid in the
5276                  * read loop, and partial validity for the page at
5277                  * index count - 1 could mean that the page was
5278                  * invalidated or removed, so we must restart for
5279                  * safety as well.
5280                  */
5281                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5282                         redo = true;
5283         }
5284         if (redo && error == 0)
5285                 goto again;
5286         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5287         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5288 }
5289
5290 #include "opt_ddb.h"
5291 #ifdef DDB
5292 #include <ddb/ddb.h>
5293
5294 /* DDB command to show buffer data */
5295 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5296 {
5297         /* get args */
5298         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5299 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5300         uint32_t i, j;
5301 #endif
5302
5303         if (!have_addr) {
5304                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5305                 return;
5306         }
5307
5308         db_printf("buf at %p\n", bp);
5309         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5310             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5311             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5312         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5313             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5314             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5315         db_printf(
5316             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5317             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5318             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5319             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5320             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5321             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5322         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5323             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5324         if (bp->b_npages) {
5325                 int i;
5326                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5327                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5328                         vm_page_t m;
5329                         m = bp->b_pages[i];
5330                         if (m != NULL)
5331                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5332                                     (u_long)m->pindex,
5333                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5334                         else
5335                                 db_printf("( ??? )");
5336                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5337                                 db_printf(",");
5338                 }
5339                 db_printf("\n");
5340         }
5341         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5342 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5343         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5344
5345         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5346         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5347                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5348                         continue;
5349                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5350                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5351         }
5352 #elif defined(BUF_TRACKING)
5353         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5354 #endif
5355         db_printf(" ");
5356 }
5357
5358 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5359 {
5360         struct bufdomain *bd;
5361         struct buf *bp;
5362         long total;
5363         int i, j, cnt;
5364
5365         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5366
5367         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5368                 bd = &bdomain[i];
5369                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5370                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5371                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5372                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5373                 db_printf("\n");
5374                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5375                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5376                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5377                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5378                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5379                 db_printf("\n");
5380                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5381                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5382                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5383                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5384                 db_printf("\n");
5385                 total = 0;
5386                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5387                         total += bp->b_bufsize;
5388                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5389                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5390                 total = 0;
5391                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5392                         total += bp->b_bufsize;
5393                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5394                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5395                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5396                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5397                 db_printf("\tCPU ");
5398                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5399                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5400                 db_printf("\n");
5401                 cnt = 0;
5402                 total = 0;
5403                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5404                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5405                                 cnt++;
5406                                 total += buf[j].b_bufsize;
5407                         }
5408                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5409                 cnt = 0;
5410                 total = 0;
5411                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5412                         if (buf[j].b_domain == i) {
5413                                 cnt++;
5414                                 total += buf[j].b_bufsize;
5415                         }
5416                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5417         }
5418 }
5419
5420 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5421 {
5422         struct buf *bp;
5423         int i;
5424
5425         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5426                 bp = &buf[i];
5427                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5428                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5429                         db_printf("\n");
5430                         if (db_pager_quit)
5431                                 break;
5432                 }
5433         }
5434 }
5435
5436 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5437 {
5438         struct vnode *vp;
5439         struct buf *bp;
5440
5441         if (!have_addr) {
5442                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5443                 return;
5444         }
5445         vp = (struct vnode *)addr;
5446         db_printf("Clean buffers:\n");
5447         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5448                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5449                 db_printf("\n");
5450         }
5451         db_printf("Dirty buffers:\n");
5452         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5453                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5454                 db_printf("\n");
5455         }
5456 }
5457
5458 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5459 {
5460         struct buf *bp;
5461         int i, used = 0, nfree = 0;
5462
5463         if (have_addr) {
5464                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5465                 return;
5466         }
5467
5468         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5469                 bp = &buf[i];
5470                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5471                         nfree++;
5472                 else
5473                         used++;
5474         }
5475
5476         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5477             nfree + used);
5478         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5479 }
5480 #endif /* DDB */