]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
MFH @ r323558.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
3  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
8  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 /*
33  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
34  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
35  * sure that the performance degradation associated with schemes such
36  * as this is not realized.
37  *
38  * Author:  John S. Dyson
39  * Significant help during the development and debugging phases
40  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
41  *
42  * see man buf(9) for more info.
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include <sys/param.h>
49 #include <sys/systm.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/buf.h>
53 #include <sys/devicestat.h>
54 #include <sys/eventhandler.h>
55 #include <sys/fail.h>
56 #include <sys/limits.h>
57 #include <sys/lock.h>
58 #include <sys/malloc.h>
59 #include <sys/mount.h>
60 #include <sys/mutex.h>
61 #include <sys/kernel.h>
62 #include <sys/kthread.h>
63 #include <sys/proc.h>
64 #include <sys/racct.h>
65 #include <sys/resourcevar.h>
66 #include <sys/rwlock.h>
67 #include <sys/smp.h>
68 #include <sys/sysctl.h>
69 #include <sys/sysproto.h>
70 #include <sys/vmem.h>
71 #include <sys/vmmeter.h>
72 #include <sys/vnode.h>
73 #include <sys/watchdog.h>
74 #include <geom/geom.h>
75 #include <vm/vm.h>
76 #include <vm/vm_param.h>
77 #include <vm/vm_kern.h>
78 #include <vm/vm_object.h>
79 #include <vm/vm_page.h>
80 #include <vm/vm_pageout.h>
81 #include <vm/vm_pager.h>
82 #include <vm/vm_extern.h>
83 #include <vm/vm_map.h>
84 #include <vm/swap_pager.h>
85 #include "opt_compat.h"
86 #include "opt_swap.h"
87
88 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
89
90 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
91
92 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
93         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
94         .bop_write      =       bufwrite,
95         .bop_strategy   =       bufstrategy,
96         .bop_sync       =       bufsync,
97         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
98 };
99
100 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
101 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
102 caddr_t unmapped_buf;
103
104 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
105 struct proc *bufdaemonproc;
106 struct proc *bufspacedaemonproc;
107
108 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
109 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
110 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
111                 vm_offset_t to);
112 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
113 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
114                 vm_page_t m);
115 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
116 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
117 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
118 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
119 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
120 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
121                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
122 static int buf_flush(struct vnode *vp, int);
123 static int buf_recycle(bool);
124 static int buf_scan(bool);
125 static int flushbufqueues(struct vnode *, int, int);
126 static void buf_daemon(void);
127 static void bremfreel(struct buf *bp);
128 static __inline void bd_wakeup(void);
129 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
130 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
131 static void bufkva_free(struct buf *);
132 static int buf_import(void *, void **, int, int);
133 static void buf_release(void *, void **, int);
134 static void maxbcachebuf_adjust(void);
135
136 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
137     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
138 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
139 #endif
140
141 int vmiodirenable = TRUE;
142 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
143     "Use the VM system for directory writes");
144 long runningbufspace;
145 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
146     "Amount of presently outstanding async buffer io");
147 static long bufspace;
148 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
149     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
150 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
151     &bufspace, 0, sysctl_bufspace, "L", "Virtual memory used for buffers");
152 #else
153 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLFLAG_RD, &bufspace, 0,
154     "Physical memory used for buffers");
155 #endif
156 static long bufkvaspace;
157 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace, 0,
158     "Kernel virtual memory used for buffers");
159 static long maxbufspace;
160 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufspace, 0,
161     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
162 static long bufmallocspace;
163 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
164     "Amount of malloced memory for buffers");
165 static long maxbufmallocspace;
166 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
167     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
168 static long lobufspace;
169 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, lobufspace, CTLFLAG_RW, &lobufspace, 0,
170     "Minimum amount of buffers we want to have");
171 long hibufspace;
172 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, hibufspace, CTLFLAG_RW, &hibufspace, 0,
173     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
174 long bufspacethresh;
175 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh, CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
176     0, "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
177 static int buffreekvacnt;
178 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt, 0,
179     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
180 static int bufdefragcnt;
181 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt, 0,
182     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
183 static long lorunningspace;
184 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
185     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
186     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
187 static long hirunningspace;
188 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
189     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
190     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
191 int dirtybufferflushes;
192 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
193     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
194 int bdwriteskip;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
196     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
197 int altbufferflushes;
198 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
199     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
200 static int recursiveflushes;
201 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
202     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
203 static int numdirtybuffers;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers, CTLFLAG_RD, &numdirtybuffers, 0,
205     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
206 static int lodirtybuffers;
207 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers, CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers, 0,
208     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
209 static int hidirtybuffers;
210 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers, CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers, 0,
211     "When the number of dirty buffers is considered severe");
212 int dirtybufthresh;
213 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh, CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
214     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
215 static int numfreebuffers;
216 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
217     "Number of free buffers");
218 static int lofreebuffers;
219 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers, CTLFLAG_RW, &lofreebuffers, 0,
220    "Target number of free buffers");
221 static int hifreebuffers;
222 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers, CTLFLAG_RW, &hifreebuffers, 0,
223    "Threshold for clean buffer recycling");
224 static int getnewbufcalls;
225 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RW, &getnewbufcalls, 0,
226    "Number of calls to getnewbuf");
227 static int getnewbufrestarts;
228 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RW, &getnewbufrestarts, 0,
229     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
230 static int mappingrestarts;
231 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RW, &mappingrestarts, 0,
232     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
233     "unmapped buffer");
234 static int numbufallocfails;
235 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW, &numbufallocfails, 0,
236     "Number of times buffer allocations failed");
237 static int flushbufqtarget = 100;
238 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
239     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
240 static long notbufdflushes;
241 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes, 0,
242     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
243 static long barrierwrites;
244 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
245     "Number of barrier writes");
246 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
247     &unmapped_buf_allowed, 0,
248     "Permit the use of the unmapped i/o");
249 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
250 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
251     "Maximum size of a buffer cache block");
252
253 /*
254  * This lock synchronizes access to bd_request.
255  */
256 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
257
258 /*
259  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
260  * waitrunningbufspace().
261  */
262 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
263
264 /*
265  * Lock that protects needsbuffer and the sleeps/wakeups surrounding it.
266  */
267 static struct rwlock_padalign __exclusive_cache_line nblock;
268
269 /*
270  * Lock that protects bdirtywait.
271  */
272 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
273
274 /*
275  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
276  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
277  * is idling.
278  */
279 static int bd_request;
280
281 /*
282  * Request/wakeup point for the bufspace daemon.
283  */
284 static int bufspace_request;
285
286 /*
287  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
288  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
289  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
290  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
291  */
292 static int bd_speedupreq;
293
294 /*
295  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
296  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
297  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
298  */
299 static int runningbufreq;
300
301 /* 
302  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for buffer requests.
303  * Can contain the VFS_BIO_NEED flags defined below; setting/clearing is done
304  * by and/or.
305  * Used in numdirtywakeup(), bufspace_wakeup(), bwillwrite(),
306  * getnewbuf(), and getblk().
307  */
308 static volatile int needsbuffer;
309
310 /*
311  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
312  */
313 static int bdirtywait;
314
315 /*
316  * Definitions for the buffer free lists.
317  */
318 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
319 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
320 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
321 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
322 #define QUEUE_SENTINEL  1024    /* not an queue index, but mark for sentinel */
323
324 /* Maximum number of clean buffer queues. */
325 #define CLEAN_QUEUES    16
326
327 /* Configured number of clean queues. */
328 static int clean_queues;
329
330 /* Maximum number of buffer queues. */
331 #define BUFFER_QUEUES   (QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES)
332
333 /* Queues for free buffers with various properties */
334 static TAILQ_HEAD(bqueues, buf) bufqueues[BUFFER_QUEUES] = { { 0 } };
335 #ifdef INVARIANTS
336 static int bq_len[BUFFER_QUEUES];
337 #endif
338
339 /*
340  * Lock for each bufqueue
341  */
342 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bqlocks[BUFFER_QUEUES];
343
344 /*
345  * per-cpu empty buffer cache.
346  */
347 uma_zone_t buf_zone;
348
349 /*
350  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
351  * buf_wmesg is referred from macros.
352  */
353 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
354
355 static int
356 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
357 {
358         long value;
359         int error;
360
361         value = *(long *)arg1;
362         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
363         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
364                 return (error);
365         mtx_lock(&rbreqlock);
366         if (arg1 == &hirunningspace) {
367                 if (value < lorunningspace)
368                         error = EINVAL;
369                 else
370                         hirunningspace = value;
371         } else {
372                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
373                     ("%s: unknown arg1", __func__));
374                 if (value > hirunningspace)
375                         error = EINVAL;
376                 else
377                         lorunningspace = value;
378         }
379         mtx_unlock(&rbreqlock);
380         return (error);
381 }
382
383 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
384     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
385 static int
386 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
387 {
388         long lvalue;
389         int ivalue;
390
391         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
392                 return (sysctl_handle_long(oidp, arg1, arg2, req));
393         lvalue = *(long *)arg1;
394         if (lvalue > INT_MAX)
395                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
396                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
397         ivalue = lvalue;
398         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
399 }
400 #endif
401
402 static int
403 bqcleanq(void)
404 {
405         static int nextq;
406
407         return ((atomic_fetchadd_int(&nextq, 1) % clean_queues) + QUEUE_CLEAN);
408 }
409
410 static int
411 bqisclean(int qindex)
412 {
413
414         return (qindex >= QUEUE_CLEAN && qindex < QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES);
415 }
416
417 /*
418  *      bqlock:
419  *
420  *      Return the appropriate queue lock based on the index.
421  */
422 static inline struct mtx *
423 bqlock(int qindex)
424 {
425
426         return (struct mtx *)&bqlocks[qindex];
427 }
428
429 /*
430  *      bdirtywakeup:
431  *
432  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
433  */
434 static void
435 bdirtywakeup(void)
436 {
437         mtx_lock(&bdirtylock);
438         if (bdirtywait) {
439                 bdirtywait = 0;
440                 wakeup(&bdirtywait);
441         }
442         mtx_unlock(&bdirtylock);
443 }
444
445 /*
446  *      bdirtysub:
447  *
448  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
449  *      threads blocked in bwillwrite().
450  */
451 static void
452 bdirtysub(void)
453 {
454
455         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, -1) ==
456             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
457                 bdirtywakeup();
458 }
459
460 /*
461  *      bdirtyadd:
462  *
463  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
464  *      daemon if needed.
465  */
466 static void
467 bdirtyadd(void)
468 {
469
470         /*
471          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
472          * buf daemon will keep running until the condition clears.
473          */
474         if (atomic_fetchadd_int(&numdirtybuffers, 1) ==
475             (lodirtybuffers + hidirtybuffers) / 2)
476                 bd_wakeup();
477 }
478
479 /*
480  *      bufspace_wakeup:
481  *
482  *      Called when buffer space is potentially available for recovery.
483  *      getnewbuf() will block on this flag when it is unable to free 
484  *      sufficient buffer space.  Buffer space becomes recoverable when 
485  *      bp's get placed back in the queues.
486  */
487 static void
488 bufspace_wakeup(void)
489 {
490
491         /*
492          * If someone is waiting for bufspace, wake them up.
493          *
494          * Since needsbuffer is set prior to doing an additional queue
495          * scan it is safe to check for the flag prior to acquiring the
496          * lock.  The thread that is preparing to scan again before
497          * blocking would discover the buf we released.
498          */
499         if (needsbuffer) {
500                 rw_rlock(&nblock);
501                 if (atomic_cmpset_int(&needsbuffer, 1, 0) == 1)
502                         wakeup(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer));
503                 rw_runlock(&nblock);
504         }
505 }
506
507 /*
508  *      bufspace_daemonwakeup:
509  *
510  *      Wakeup the daemon responsible for freeing clean bufs.
511  */
512 static void
513 bufspace_daemonwakeup(void)
514 {
515         rw_rlock(&nblock);
516         if (bufspace_request == 0) {
517                 bufspace_request = 1;
518                 wakeup(&bufspace_request);
519         }
520         rw_runlock(&nblock);
521 }
522
523 /*
524  *      bufspace_adjust:
525  *
526  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
527  *      waking any waiters.
528  */
529 static void
530 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
531 {
532         long space;
533         int diff;
534
535         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
536             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
537         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
538         if (diff < 0) {
539                 atomic_subtract_long(&bufspace, -diff);
540                 bufspace_wakeup();
541         } else {
542                 space = atomic_fetchadd_long(&bufspace, diff);
543                 /* Wake up the daemon on the transition. */
544                 if (space < bufspacethresh && space + diff >= bufspacethresh)
545                         bufspace_daemonwakeup();
546         }
547         bp->b_bufsize = bufsize;
548 }
549
550 /*
551  *      bufspace_reserve:
552  *
553  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
554  *      different space limit than data.
555  */
556 static int
557 bufspace_reserve(int size, bool metadata)
558 {
559         long limit;
560         long space;
561
562         if (metadata)
563                 limit = maxbufspace;
564         else
565                 limit = hibufspace;
566         do {
567                 space = bufspace;
568                 if (space + size > limit)
569                         return (ENOSPC);
570         } while (atomic_cmpset_long(&bufspace, space, space + size) == 0);
571
572         /* Wake up the daemon on the transition. */
573         if (space < bufspacethresh && space + size >= bufspacethresh)
574                 bufspace_daemonwakeup();
575
576         return (0);
577 }
578
579 /*
580  *      bufspace_release:
581  *
582  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
583  */
584 static void
585 bufspace_release(int size)
586 {
587         atomic_subtract_long(&bufspace, size);
588         bufspace_wakeup();
589 }
590
591 /*
592  *      bufspace_wait:
593  *
594  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
595  *      supplied.  needsbuffer must be set in a safe fashion prior to
596  *      polling for space.  The operation must be re-tried on return.
597  */
598 static void
599 bufspace_wait(struct vnode *vp, int gbflags, int slpflag, int slptimeo)
600 {
601         struct thread *td;
602         int error, fl, norunbuf;
603
604         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
605                 return;
606
607         td = curthread;
608         rw_wlock(&nblock);
609         while (needsbuffer != 0) {
610                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
611                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
612                         rw_wunlock(&nblock);
613                         /*
614                          * getblk() is called with a vnode locked, and
615                          * some majority of the dirty buffers may as
616                          * well belong to the vnode.  Flushing the
617                          * buffers there would make a progress that
618                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
619                          * cannot lock the vnode.
620                          */
621                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
622                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
623
624                         /*
625                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
626                          * may be called while the thread owns lock
627                          * for another dirty buffer for the same
628                          * vnode, which makes it impossible to use
629                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
630                          * recursion.
631                          */
632                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
633                         fl = buf_flush(vp, flushbufqtarget);
634                         td->td_pflags &= norunbuf;
635                         rw_wlock(&nblock);
636                         if (fl != 0)
637                                 continue;
638                         if (needsbuffer == 0)
639                                 break;
640                 }
641                 error = rw_sleep(__DEVOLATILE(void *, &needsbuffer), &nblock,
642                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
643                 if (error != 0)
644                         break;
645         }
646         rw_wunlock(&nblock);
647 }
648
649
650 /*
651  *      bufspace_daemon:
652  *
653  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
654  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
655  *      block nor work to reclaim buffers.
656  */
657 static void
658 bufspace_daemon(void)
659 {
660         for (;;) {
661                 kproc_suspend_check(bufspacedaemonproc);
662
663                 /*
664                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
665                  * targets.
666                  *
667                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
668                  * when some free buffer headers and space are always
669                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
670                  * the excessive blocking and synchronization associated
671                  * with shortfall.  It goes through three phases according
672                  * demand:
673                  *
674                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
675                  *      during idle periods when the counters are below
676                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
677                  *
678                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
679                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
680                  *      slightly according to the rate of consumption and
681                  *      release.
682                  *
683                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
684                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
685                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
686                  *      until we return to condition 2.
687                  */
688                 while (bufspace > lobufspace ||
689                     numfreebuffers < hifreebuffers) {
690                         if (buf_recycle(false) != 0) {
691                                 atomic_set_int(&needsbuffer, 1);
692                                 if (buf_recycle(false) != 0) {
693                                         rw_wlock(&nblock);
694                                         if (needsbuffer)
695                                                 rw_sleep(__DEVOLATILE(void *,
696                                                     &needsbuffer), &nblock,
697                                                     PRIBIO|PDROP, "bufspace",
698                                                     hz/10);
699                                         else
700                                                 rw_wunlock(&nblock);
701                                 }
702                         }
703                         maybe_yield();
704                 }
705
706                 /*
707                  * Re-check our limits under the exclusive nblock.
708                  */
709                 rw_wlock(&nblock);
710                 if (bufspace < bufspacethresh &&
711                     numfreebuffers > lofreebuffers) {
712                         bufspace_request = 0;
713                         rw_sleep(&bufspace_request, &nblock, PRIBIO|PDROP,
714                             "-", hz);
715                 } else
716                         rw_wunlock(&nblock);
717         }
718 }
719
720 static struct kproc_desc bufspace_kp = {
721         "bufspacedaemon",
722         bufspace_daemon,
723         &bufspacedaemonproc
724 };
725 SYSINIT(bufspacedaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start,
726     &bufspace_kp);
727
728 /*
729  *      bufmallocadjust:
730  *
731  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
732  *      waking any waiters.
733  */
734 static void
735 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
736 {
737         int diff;
738
739         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
740             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
741         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
742         if (diff < 0)
743                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
744         else
745                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
746         bp->b_bufsize = bufsize;
747 }
748
749 /*
750  *      runningwakeup:
751  *
752  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
753  *      below lorunningspace.
754  */
755 static void
756 runningwakeup(void)
757 {
758
759         mtx_lock(&rbreqlock);
760         if (runningbufreq) {
761                 runningbufreq = 0;
762                 wakeup(&runningbufreq);
763         }
764         mtx_unlock(&rbreqlock);
765 }
766
767 /*
768  *      runningbufwakeup:
769  *
770  *      Decrement the outstanding write count according.
771  */
772 void
773 runningbufwakeup(struct buf *bp)
774 {
775         long space, bspace;
776
777         bspace = bp->b_runningbufspace;
778         if (bspace == 0)
779                 return;
780         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
781         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
782             space, bspace));
783         bp->b_runningbufspace = 0;
784         /*
785          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
786          * the threshold to falling below it.
787          */
788         if (space < lorunningspace)
789                 return;
790         if (space - bspace > lorunningspace)
791                 return;
792         runningwakeup();
793 }
794
795 /*
796  *      waitrunningbufspace()
797  *
798  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
799  *      running.  This routine is used in async-write situations to
800  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
801  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
802  *
803  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
804  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
805  *      caller's write has reached the device.
806  */
807 void
808 waitrunningbufspace(void)
809 {
810
811         mtx_lock(&rbreqlock);
812         while (runningbufspace > hirunningspace) {
813                 runningbufreq = 1;
814                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
815         }
816         mtx_unlock(&rbreqlock);
817 }
818
819
820 /*
821  *      vfs_buf_test_cache:
822  *
823  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
824  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
825  *      valid data.
826  */
827 static __inline void
828 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
829     vm_offset_t size, vm_page_t m)
830 {
831
832         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
833         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
834                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
835                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
836                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
837         }
838 }
839
840 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
841 static __inline void
842 bd_wakeup(void)
843 {
844
845         mtx_lock(&bdlock);
846         if (bd_request == 0) {
847                 bd_request = 1;
848                 wakeup(&bd_request);
849         }
850         mtx_unlock(&bdlock);
851 }
852
853 /*
854  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
855  */
856 static void
857 maxbcachebuf_adjust(void)
858 {
859         int i;
860
861         /*
862          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
863          */
864         i = 2;
865         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
866                 i *= 2;
867         maxbcachebuf = i;
868         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
869                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
870         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
871                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
872         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
873                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
874 }
875
876 /*
877  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
878  */
879 void
880 bd_speedup(void)
881 {
882         int needwake;
883
884         mtx_lock(&bdlock);
885         needwake = 0;
886         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
887                 needwake = 1;
888         bd_speedupreq = 1;
889         bd_request = 1;
890         if (needwake)
891                 wakeup(&bd_request);
892         mtx_unlock(&bdlock);
893 }
894
895 #ifndef NSWBUF_MIN
896 #define NSWBUF_MIN      16
897 #endif
898
899 #ifdef __i386__
900 #define TRANSIENT_DENOM 5
901 #else
902 #define TRANSIENT_DENOM 10
903 #endif
904
905 /*
906  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
907  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
908  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
909  * being reserved at this time.
910  */
911 caddr_t
912 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
913 {
914         int tuned_nbuf;
915         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
916
917         /*
918          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
919          * PAGE_SIZE is >= 1K)
920          */
921         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
922
923         maxbcachebuf_adjust();
924         /*
925          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
926          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
927          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
928          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
929          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
930          * maxbcache bytes.
931          *
932          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
933          */
934         if (nbuf == 0) {
935                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
936
937                 nbuf = 50;
938                 if (physmem_est > 4096)
939                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
940                             65536 / factor);
941                 if (physmem_est > 65536)
942                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
943                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
944
945                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
946                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
947                 tuned_nbuf = 1;
948         } else
949                 tuned_nbuf = 0;
950
951         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
952         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
953         if (nbuf > maxbuf) {
954                 if (!tuned_nbuf)
955                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
956                             maxbuf);
957                 nbuf = maxbuf;
958         }
959
960         /*
961          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
962          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
963          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
964          *
965          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
966          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
967          * maximum buffer map extent on the platform.
968          *
969          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
970          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
971          * with ample KVA space.
972          */
973         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
974                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
975                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
976                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
977                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
978                         /*
979                          * There is more KVA than memory.  Do not
980                          * adjust buffer map size, and assign the rest
981                          * of maxbuf to transient map.
982                          */
983                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
984                 } else {
985                         /*
986                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
987                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
988                          * the buffer map to the transient bio map.
989                          */
990                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
991                         buf_sz -= biotmap_sz;
992                 }
993                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
994                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
995                 else
996                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
997                 /*
998                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
999                  * using the transient mapping.
1000                  */
1001                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1002                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1003                 if (tuned_nbuf)
1004                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1005         }
1006
1007         /*
1008          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
1009          * We have no less then 16 and no more then 256.
1010          */
1011         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1012         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
1013         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1014                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
1015
1016         /*
1017          * Reserve space for the buffer cache buffers
1018          */
1019         swbuf = (void *)v;
1020         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
1021         buf = (void *)v;
1022         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1023
1024         return(v);
1025 }
1026
1027 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1028 void
1029 bufinit(void)
1030 {
1031         struct buf *bp;
1032         int i;
1033
1034         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1035             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1036             MAXBSIZE));
1037         mtx_init(&bqlocks[QUEUE_DIRTY], "bufq dirty lock", NULL, MTX_DEF);
1038         mtx_init(&bqlocks[QUEUE_EMPTY], "bufq empty lock", NULL, MTX_DEF);
1039         for (i = QUEUE_CLEAN; i < QUEUE_CLEAN + CLEAN_QUEUES; i++)
1040                 mtx_init(&bqlocks[i], "bufq clean lock", NULL, MTX_DEF);
1041         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1042         rw_init(&nblock, "needsbuffer lock");
1043         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1044         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1045
1046         /* next, make a null set of free lists */
1047         for (i = 0; i < BUFFER_QUEUES; i++)
1048                 TAILQ_INIT(&bufqueues[i]);
1049
1050         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1051
1052         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1053         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1054                 bp = &buf[i];
1055                 bzero(bp, sizeof *bp);
1056                 bp->b_flags = B_INVAL;
1057                 bp->b_rcred = NOCRED;
1058                 bp->b_wcred = NOCRED;
1059                 bp->b_qindex = QUEUE_EMPTY;
1060                 bp->b_xflags = 0;
1061                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1062                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1063                 BUF_LOCKINIT(bp);
1064                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[QUEUE_EMPTY], bp, b_freelist);
1065 #ifdef INVARIANTS
1066                 bq_len[QUEUE_EMPTY]++;
1067 #endif
1068         }
1069
1070         /*
1071          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1072          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1073          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1074          * used by most other requests.  The differential is required to 
1075          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1076          *
1077          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1078          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1079          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1080          * PAGE_SIZE.
1081          */
1082         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1083         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1084         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1085         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1086
1087         /*
1088          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1089          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1090          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1091          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1092          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1093          * hirunningspace.
1094          */
1095         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1096             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1097         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1098
1099         /*
1100          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1101          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1102          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1103          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1104          * average (small) directories.
1105          */
1106         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1107
1108         /*
1109          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1110          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1111          */
1112         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1113         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1114         numdirtybuffers = 0;
1115         /*
1116          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1117          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1118          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1119          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1120          */
1121         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1122                 hidirtybuffers >>= 1;
1123         }
1124         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1125
1126         /*
1127          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1128          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1129          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1130          * on other cpus.
1131          *
1132          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1133          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1134          */
1135         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1136         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1137         numfreebuffers = nbuf;
1138
1139         /* Setup the kva and free list allocators. */
1140         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1141         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1142             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1143
1144         /*
1145          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1146          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1147          * concurrency but less accurate LRU.
1148          */
1149         clean_queues = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), CLEAN_QUEUES);
1150
1151 }
1152
1153 #ifdef INVARIANTS
1154 static inline void
1155 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1156 {
1157
1158         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1159             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1160         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1161             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1162         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1163             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1164 }
1165
1166 static inline void
1167 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1168 {
1169
1170         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1171             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1172 }
1173
1174 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1175 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1176 #else
1177 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1178 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1179 #endif
1180
1181 static int
1182 isbufbusy(struct buf *bp)
1183 {
1184         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1185             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1186                 return (1);
1187         return (0);
1188 }
1189
1190 /*
1191  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1192  */
1193 void
1194 bufshutdown(int show_busybufs)
1195 {
1196         static int first_buf_printf = 1;
1197         struct buf *bp;
1198         int iter, nbusy, pbusy;
1199 #ifndef PREEMPTION
1200         int subiter;
1201 #endif
1202
1203         /* 
1204          * Sync filesystems for shutdown
1205          */
1206         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1207         sys_sync(curthread, NULL);
1208
1209         /*
1210          * With soft updates, some buffers that are
1211          * written will be remarked as dirty until other
1212          * buffers are written.
1213          */
1214         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1215                 nbusy = 0;
1216                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1217                         if (isbufbusy(bp))
1218                                 nbusy++;
1219                 if (nbusy == 0) {
1220                         if (first_buf_printf)
1221                                 printf("All buffers synced.");
1222                         break;
1223                 }
1224                 if (first_buf_printf) {
1225                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1226                         first_buf_printf = 0;
1227                 }
1228                 printf("%d ", nbusy);
1229                 if (nbusy < pbusy)
1230                         iter = 0;
1231                 pbusy = nbusy;
1232
1233                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1234                 sys_sync(curthread, NULL);
1235
1236 #ifdef PREEMPTION
1237                 /*
1238                  * Drop Giant and spin for a while to allow
1239                  * interrupt threads to run.
1240                  */
1241                 DROP_GIANT();
1242                 DELAY(50000 * iter);
1243                 PICKUP_GIANT();
1244 #else
1245                 /*
1246                  * Drop Giant and context switch several times to
1247                  * allow interrupt threads to run.
1248                  */
1249                 DROP_GIANT();
1250                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1251                         thread_lock(curthread);
1252                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1253                         thread_unlock(curthread);
1254                         DELAY(1000);
1255                 }
1256                 PICKUP_GIANT();
1257 #endif
1258         }
1259         printf("\n");
1260         /*
1261          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1262          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1263          */
1264         nbusy = 0;
1265         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1266                 if (isbufbusy(bp)) {
1267 #if 0
1268 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1269                         if (bp->b_dev == NULL) {
1270                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1271                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1272                                 continue;
1273                         }
1274 #endif
1275                         nbusy++;
1276                         if (show_busybufs > 0) {
1277                                 printf(
1278             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1279                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1280                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1281                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1282                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1283                                 if (show_busybufs > 1)
1284                                         vn_printf(bp->b_vp,
1285                                             "vnode content: ");
1286                         }
1287                 }
1288         }
1289         if (nbusy) {
1290                 /*
1291                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1292                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1293                  */
1294                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1295                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1296         } else {
1297                 if (!first_buf_printf)
1298                         printf("Final sync complete\n");
1299                 /*
1300                  * Unmount filesystems
1301                  */
1302                 if (panicstr == NULL)
1303                         vfs_unmountall();
1304         }
1305         swapoff_all();
1306         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1307 }
1308
1309 static void
1310 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1311 {
1312
1313         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1314
1315         /*
1316          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1317          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1318          */
1319         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1320         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1321         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1322             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1323 }
1324
1325 /*
1326  *      binsfree:
1327  *
1328  *      Insert the buffer into the appropriate free list.
1329  */
1330 static void
1331 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1332 {
1333         struct mtx *olock, *nlock;
1334
1335         if (qindex != QUEUE_EMPTY) {
1336                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1337         }
1338
1339         /*
1340          * Stick to the same clean queue for the lifetime of the buf to
1341          * limit locking below.  Otherwise pick ont sequentially.
1342          */
1343         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1344                 if (bqisclean(bp->b_qindex))
1345                         qindex = bp->b_qindex;
1346                 else
1347                         qindex = bqcleanq();
1348         }
1349
1350         /*
1351          * Handle delayed bremfree() processing.
1352          */
1353         nlock = bqlock(qindex);
1354         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1355                 olock = bqlock(bp->b_qindex);
1356                 mtx_lock(olock);
1357                 bremfreel(bp);
1358                 if (olock != nlock) {
1359                         mtx_unlock(olock);
1360                         mtx_lock(nlock);
1361                 }
1362         } else
1363                 mtx_lock(nlock);
1364
1365         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1366                 panic("binsfree: free buffer onto another queue???");
1367
1368         bp->b_qindex = qindex;
1369         if (bp->b_flags & B_AGE)
1370                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1371         else
1372                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1373 #ifdef INVARIANTS
1374         bq_len[bp->b_qindex]++;
1375 #endif
1376         mtx_unlock(nlock);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * buf_free:
1381  *
1382  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1383  */
1384 static void
1385 buf_free(struct buf *bp)
1386 {
1387
1388         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1389                 bremfreef(bp);
1390         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1391                 panic("losing buffer 1");
1392         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1393                 crfree(bp->b_rcred);
1394                 bp->b_rcred = NOCRED;
1395         }
1396         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1397                 crfree(bp->b_wcred);
1398                 bp->b_wcred = NOCRED;
1399         }
1400         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1401                 buf_deallocate(bp);
1402         bufkva_free(bp);
1403         BUF_UNLOCK(bp);
1404         uma_zfree(buf_zone, bp);
1405         atomic_add_int(&numfreebuffers, 1);
1406         bufspace_wakeup();
1407 }
1408
1409 /*
1410  * buf_import:
1411  *
1412  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1413  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1414  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1415  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1416  */
1417 static int
1418 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int flags)
1419 {
1420         struct buf *bp;
1421         int i;
1422
1423         mtx_lock(&bqlocks[QUEUE_EMPTY]);
1424         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1425                 bp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[QUEUE_EMPTY]);
1426                 if (bp == NULL)
1427                         break;
1428                 bremfreel(bp);
1429                 store[i] = bp;
1430         }
1431         mtx_unlock(&bqlocks[QUEUE_EMPTY]);
1432
1433         return (i);
1434 }
1435
1436 /*
1437  * buf_release:
1438  *
1439  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1440  */
1441 static void
1442 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1443 {
1444         int i;
1445
1446         for (i = 0; i < cnt; i++)
1447                 binsfree(store[i], QUEUE_EMPTY);
1448 }
1449
1450 /*
1451  * buf_alloc:
1452  *
1453  *      Allocate an empty buffer header.
1454  */
1455 static struct buf *
1456 buf_alloc(void)
1457 {
1458         struct buf *bp;
1459
1460         bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1461         if (bp == NULL) {
1462                 bufspace_daemonwakeup();
1463                 atomic_add_int(&numbufallocfails, 1);
1464                 return (NULL);
1465         }
1466
1467         /*
1468          * Wake-up the bufspace daemon on transition.
1469          */
1470         if (atomic_fetchadd_int(&numfreebuffers, -1) == lofreebuffers)
1471                 bufspace_daemonwakeup();
1472
1473         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1474                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1475         
1476         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1477             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1478         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1479             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1480         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1481             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1482         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1483             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1484         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1485         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1486
1487         bp->b_flags = 0;
1488         bp->b_ioflags = 0;
1489         bp->b_xflags = 0;
1490         bp->b_vflags = 0;
1491         bp->b_vp = NULL;
1492         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1493         bp->b_offset = NOOFFSET;
1494         bp->b_iodone = 0;
1495         bp->b_error = 0;
1496         bp->b_resid = 0;
1497         bp->b_bcount = 0;
1498         bp->b_npages = 0;
1499         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1500         bp->b_bufobj = NULL;
1501         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1502         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1503         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1504         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1505         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1506
1507         return (bp);
1508 }
1509
1510 /*
1511  *      buf_qrecycle:
1512  *
1513  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1514  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1515  *      defragmenting.
1516  */
1517 static int
1518 buf_qrecycle(int qindex, bool kva)
1519 {
1520         struct buf *bp, *nbp;
1521
1522         if (kva)
1523                 atomic_add_int(&bufdefragcnt, 1);
1524         nbp = NULL;
1525         mtx_lock(&bqlocks[qindex]);
1526         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[qindex]);
1527
1528         /*
1529          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1530          * depending.
1531          */
1532         while ((bp = nbp) != NULL) {
1533                 /*
1534                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1535                  * release the bqlock).
1536                  */
1537                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1538
1539                 /*
1540                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1541                  * some kva to reclaim.
1542                  */
1543                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1544                         continue;
1545
1546                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1547                         continue;
1548
1549                 /*
1550                  * Skip buffers with background writes in progress.
1551                  */
1552                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1553                         BUF_UNLOCK(bp);
1554                         continue;
1555                 }
1556
1557                 KASSERT(bp->b_qindex == qindex,
1558                     ("getnewbuf: inconsistent queue %d bp %p", qindex, bp));
1559                 /*
1560                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1561                  * the scan from this point on.
1562                  */
1563                 bremfreel(bp);
1564                 mtx_unlock(&bqlocks[qindex]);
1565
1566                 /*
1567                  * Requeue the background write buffer with error and
1568                  * restart the scan.
1569                  */
1570                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1571                         bqrelse(bp);
1572                         mtx_lock(&bqlocks[qindex]);
1573                         nbp = TAILQ_FIRST(&bufqueues[qindex]);
1574                         continue;
1575                 }
1576                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1577                 brelse(bp);
1578                 return (0);
1579         }
1580         mtx_unlock(&bqlocks[qindex]);
1581
1582         return (ENOBUFS);
1583 }
1584
1585 /*
1586  *      buf_recycle:
1587  *
1588  *      Iterate through all clean queues until we find a buf to recycle or
1589  *      exhaust the search.
1590  */
1591 static int
1592 buf_recycle(bool kva)
1593 {
1594         int qindex, first_qindex;
1595
1596         qindex = first_qindex = bqcleanq();
1597         do {
1598                 if (buf_qrecycle(qindex, kva) == 0)
1599                         return (0);
1600                 if (++qindex == QUEUE_CLEAN + clean_queues)
1601                         qindex = QUEUE_CLEAN;
1602         } while (qindex != first_qindex);
1603
1604         return (ENOBUFS);
1605 }
1606
1607 /*
1608  *      buf_scan:
1609  *
1610  *      Scan the clean queues looking for a buffer to recycle.  needsbuffer
1611  *      is set on failure so that the caller may optionally bufspace_wait()
1612  *      in a race-free fashion.
1613  */
1614 static int
1615 buf_scan(bool defrag)
1616 {
1617         int error;
1618
1619         /*
1620          * To avoid heavy synchronization and wakeup races we set
1621          * needsbuffer and re-poll before failing.  This ensures that
1622          * no frees can be missed between an unsuccessful poll and
1623          * going to sleep in a synchronized fashion.
1624          */
1625         if ((error = buf_recycle(defrag)) != 0) {
1626                 atomic_set_int(&needsbuffer, 1);
1627                 bufspace_daemonwakeup();
1628                 error = buf_recycle(defrag);
1629         }
1630         if (error == 0)
1631                 atomic_add_int(&getnewbufrestarts, 1);
1632         return (error);
1633 }
1634
1635 /*
1636  *      bremfree:
1637  *
1638  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1639  *      
1640  */
1641 void
1642 bremfree(struct buf *bp)
1643 {
1644
1645         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1646         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1647             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1648         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1649             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1650         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1651
1652         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1653 }
1654
1655 /*
1656  *      bremfreef:
1657  *
1658  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1659  *      it abuses the b_freelist pointer.
1660  */
1661 void
1662 bremfreef(struct buf *bp)
1663 {
1664         struct mtx *qlock;
1665
1666         qlock = bqlock(bp->b_qindex);
1667         mtx_lock(qlock);
1668         bremfreel(bp);
1669         mtx_unlock(qlock);
1670 }
1671
1672 /*
1673  *      bremfreel:
1674  *
1675  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1676  *      correct qlock held.
1677  */
1678 static void
1679 bremfreel(struct buf *bp)
1680 {
1681
1682         CTR3(KTR_BUF, "bremfreel(%p) vp %p flags %X",
1683             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1684         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1685             ("bremfreel: buffer %p not on a queue.", bp));
1686         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1687                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1688         }
1689         mtx_assert(bqlock(bp->b_qindex), MA_OWNED);
1690
1691         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[bp->b_qindex], bp, b_freelist);
1692 #ifdef INVARIANTS
1693         KASSERT(bq_len[bp->b_qindex] >= 1, ("queue %d underflow",
1694             bp->b_qindex));
1695         bq_len[bp->b_qindex]--;
1696 #endif
1697         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1698         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1699 }
1700
1701 /*
1702  *      bufkva_free:
1703  *
1704  *      Free the kva allocation for a buffer.
1705  *
1706  */
1707 static void
1708 bufkva_free(struct buf *bp)
1709 {
1710
1711 #ifdef INVARIANTS
1712         if (bp->b_kvasize == 0) {
1713                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1714                     bp->b_data == unmapped_buf,
1715                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1716         } else if (buf_mapped(bp))
1717                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1718         else
1719                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1720 #endif
1721         if (bp->b_kvasize == 0)
1722                 return;
1723
1724         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
1725         atomic_subtract_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1726         atomic_add_int(&buffreekvacnt, 1);
1727         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1728         bp->b_kvasize = 0;
1729 }
1730
1731 /*
1732  *      bufkva_alloc:
1733  *
1734  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
1735  */
1736 static int
1737 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
1738 {
1739         vm_offset_t addr;
1740         int error;
1741
1742         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
1743             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
1744
1745         bufkva_free(bp);
1746
1747         addr = 0;
1748         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
1749         if (error != 0) {
1750                 /*
1751                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
1752                  * to defragment the map.
1753                  */
1754                 return (error);
1755         }
1756         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
1757         bp->b_kvasize = maxsize;
1758         atomic_add_long(&bufkvaspace, bp->b_kvasize);
1759         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
1760                 bp->b_data = unmapped_buf;
1761                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
1762         } else {
1763                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1764                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1765         }
1766         return (0);
1767 }
1768
1769 /*
1770  *      bufkva_reclaim:
1771  *
1772  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
1773  *      callback that fires to avoid returning failure.
1774  */
1775 static void
1776 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
1777 {
1778         int i;
1779
1780         for (i = 0; i < 5; i++)
1781                 if (buf_scan(true) != 0)
1782                         break;
1783         return;
1784 }
1785
1786
1787 /*
1788  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
1789  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
1790  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
1791  */
1792 void
1793 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize,
1794     int cnt, struct ucred * cred)
1795 {
1796         struct buf *rabp;
1797         int i;
1798
1799         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
1800                 if (inmem(vp, *rablkno))
1801                         continue;
1802                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
1803
1804                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1805                         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
1806 #ifdef RACCT
1807                                 if (racct_enable) {
1808                                         PROC_LOCK(curproc);
1809                                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
1810                                         PROC_UNLOCK(curproc);
1811                                 }
1812 #endif /* RACCT */
1813                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
1814                         }
1815                         rabp->b_flags |= B_ASYNC;
1816                         rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
1817                         rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1818                         rabp->b_iocmd = BIO_READ;
1819                         if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1820                                 rabp->b_rcred = crhold(cred);
1821                         vfs_busy_pages(rabp, 0);
1822                         BUF_KERNPROC(rabp);
1823                         rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
1824                         bstrategy(rabp);
1825                 } else {
1826                         brelse(rabp);
1827                 }
1828         }
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
1833  *
1834  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
1835  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
1836  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
1837  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
1838  *
1839  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
1840  */
1841 int
1842 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
1843     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags, struct buf **bpp)
1844 {
1845         struct buf *bp;
1846         int rv = 0, readwait = 0;
1847
1848         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
1849         /*
1850          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
1851          */
1852         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
1853         if (bp == NULL)
1854                 return (EBUSY);
1855
1856         /* if not found in cache, do some I/O */
1857         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
1858                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
1859 #ifdef RACCT
1860                         if (racct_enable) {
1861                                 PROC_LOCK(curproc);
1862                                 racct_add_buf(curproc, bp, 0);
1863                                 PROC_UNLOCK(curproc);
1864                         }
1865 #endif /* RACCT */
1866                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
1867                 }
1868                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
1869                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
1870                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1871                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
1872                         bp->b_rcred = crhold(cred);
1873                 vfs_busy_pages(bp, 0);
1874                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1875                 bstrategy(bp);
1876                 ++readwait;
1877         }
1878
1879         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred);
1880
1881         if (readwait) {
1882                 rv = bufwait(bp);
1883                 if (rv != 0) {
1884                         brelse(bp);
1885                         *bpp = NULL;
1886                 }
1887         }
1888         return (rv);
1889 }
1890
1891 /*
1892  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
1893  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
1894  * is invalid.
1895  *
1896  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
1897  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
1898  * now so we set it generally.  This could be set either here 
1899  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
1900  * here.
1901  */
1902 int
1903 bufwrite(struct buf *bp)
1904 {
1905         int oldflags;
1906         struct vnode *vp;
1907         long space;
1908         int vp_md;
1909
1910         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1911         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
1912                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
1913                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
1914                 brelse(bp);
1915                 return (ENXIO);
1916         }
1917         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
1918                 brelse(bp);
1919                 return (0);
1920         }
1921
1922         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
1923                 barrierwrites++;
1924
1925         oldflags = bp->b_flags;
1926
1927         BUF_ASSERT_HELD(bp);
1928
1929         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
1930             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
1931
1932         vp = bp->b_vp;
1933         if (vp)
1934                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
1935         else
1936                 vp_md = 0;
1937
1938         /*
1939          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
1940          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
1941          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
1942          * falsely indicating that the bufobj is clean.
1943          */
1944         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
1945         bundirty(bp);
1946
1947         bp->b_flags &= ~B_DONE;
1948         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
1949         bp->b_flags |= B_CACHE;
1950         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1951
1952         vfs_busy_pages(bp, 1);
1953
1954         /*
1955          * Normal bwrites pipeline writes
1956          */
1957         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
1958         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
1959
1960         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
1961 #ifdef RACCT
1962                 if (racct_enable) {
1963                         PROC_LOCK(curproc);
1964                         racct_add_buf(curproc, bp, 1);
1965                         PROC_UNLOCK(curproc);
1966                 }
1967 #endif /* RACCT */
1968                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
1969         }
1970         if (oldflags & B_ASYNC)
1971                 BUF_KERNPROC(bp);
1972         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
1973         buf_track(bp, __func__);
1974         bstrategy(bp);
1975
1976         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
1977                 int rtval = bufwait(bp);
1978                 brelse(bp);
1979                 return (rtval);
1980         } else if (space > hirunningspace) {
1981                 /*
1982                  * don't allow the async write to saturate the I/O
1983                  * system.  We will not deadlock here because
1984                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
1985                  * to complete. We do not block here if it is the update
1986                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
1987                  * to deadlock.
1988                  */
1989                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
1990                         waitrunningbufspace();
1991         }
1992
1993         return (0);
1994 }
1995
1996 void
1997 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
1998 {
1999         struct buf *nbp;
2000
2001         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2002                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2003                 altbufferflushes++;
2004         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2005                 BO_LOCK(bo);
2006                 /*
2007                  * Try to find a buffer to flush.
2008                  */
2009                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2010                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2011                             BUF_LOCK(nbp,
2012                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2013                                 continue;
2014                         if (bp == nbp)
2015                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2016                         BO_UNLOCK(bo);
2017                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2018                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2019                                 BO_LOCK(bo);
2020                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2021                                 continue;
2022                         }
2023                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2024                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2025                         } else {
2026                                 bremfree(nbp);
2027                                 bawrite(nbp);
2028                         }
2029                         dirtybufferflushes++;
2030                         break;
2031                 }
2032                 if (nbp == NULL)
2033                         BO_UNLOCK(bo);
2034         }
2035 }
2036
2037 /*
2038  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2039  * anything if the buffer is marked invalid.
2040  *
2041  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2042  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2043  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2044  * out synchronously.
2045  */
2046 void
2047 bdwrite(struct buf *bp)
2048 {
2049         struct thread *td = curthread;
2050         struct vnode *vp;
2051         struct bufobj *bo;
2052
2053         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2054         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2055         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2056             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2057         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2058
2059         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2060                 brelse(bp);
2061                 return;
2062         }
2063
2064         /*
2065          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2066          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2067          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2068          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2069          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2070          */
2071         vp = bp->b_vp;
2072         bo = bp->b_bufobj;
2073         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2074                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2075                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2076                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2077         } else
2078                 recursiveflushes++;
2079
2080         bdirty(bp);
2081         /*
2082          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2083          * true even of NFS now.
2084          */
2085         bp->b_flags |= B_CACHE;
2086
2087         /*
2088          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2089          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2090          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2091          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2092          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2093          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2094          * the bmap then...  So, this is important to do.
2095          */
2096         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2097                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2098         }
2099
2100         buf_track(bp, __func__);
2101
2102         /*
2103          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2104          * pages.
2105          *
2106          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2107          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2108          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2109          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2110          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2111          * or perhaps the cluster will be completed.
2112          */
2113         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2114         bqrelse(bp);
2115
2116         /*
2117          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2118          * due to the softdep code.
2119          */
2120 }
2121
2122 /*
2123  *      bdirty:
2124  *
2125  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2126  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2127  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2128  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2129  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2130  *
2131  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2132  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2133  *      should only be called if the buffer is known-good.
2134  *
2135  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2136  *      count.
2137  *
2138  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2139  */
2140 void
2141 bdirty(struct buf *bp)
2142 {
2143
2144         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2145             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2146         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2147         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2148             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2149         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2150         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2151         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2152
2153         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2154                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2155                 reassignbuf(bp);
2156                 bdirtyadd();
2157         }
2158 }
2159
2160 /*
2161  *      bundirty:
2162  *
2163  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2164  *
2165  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2166  *      count.
2167  *      
2168  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2169  */
2170
2171 void
2172 bundirty(struct buf *bp)
2173 {
2174
2175         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2176         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2177         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2178             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2179         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2180
2181         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2182                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2183                 reassignbuf(bp);
2184                 bdirtysub();
2185         }
2186         /*
2187          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2188          */
2189         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2190 }
2191
2192 /*
2193  *      bawrite:
2194  *
2195  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2196  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2197  *
2198  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2199  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2200  */
2201 void
2202 bawrite(struct buf *bp)
2203 {
2204
2205         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2206         (void) bwrite(bp);
2207 }
2208
2209 /*
2210  *      babarrierwrite:
2211  *
2212  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2213  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2214  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2215  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2216  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2217  */
2218 void
2219 babarrierwrite(struct buf *bp)
2220 {
2221
2222         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2223         (void) bwrite(bp);
2224 }
2225
2226 /*
2227  *      bbarrierwrite:
2228  *
2229  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2230  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2231  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2232  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2233  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2234  */
2235 int
2236 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2237 {
2238
2239         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2240         return (bwrite(bp));
2241 }
2242
2243 /*
2244  *      bwillwrite:
2245  *
2246  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2247  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2248  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2249  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2250  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2251  */
2252 void
2253 bwillwrite(void)
2254 {
2255
2256         if (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
2257                 mtx_lock(&bdirtylock);
2258                 while (numdirtybuffers >= hidirtybuffers) {
2259                         bdirtywait = 1;
2260                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2261                             "flswai", 0);
2262                 }
2263                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2264         }
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Return true if we have too many dirty buffers.
2269  */
2270 int
2271 buf_dirty_count_severe(void)
2272 {
2273
2274         return(numdirtybuffers >= hidirtybuffers);
2275 }
2276
2277 /*
2278  *      brelse:
2279  *
2280  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2281  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2282  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2283  */
2284 void
2285 brelse(struct buf *bp)
2286 {
2287         int qindex;
2288
2289         /*
2290          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2291          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2292          */
2293         if (bp == NULL)
2294                 return;
2295         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2296             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2297         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2298             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2299         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2300             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2301
2302         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2303                 /*
2304                  * Do not process, in particular, do not handle the
2305                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2306                  */
2307                 BUF_UNLOCK(bp);
2308                 return;
2309         }
2310
2311         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2312                 bqrelse(bp);
2313                 return;
2314         }
2315
2316         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2317                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2318                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2319                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2320                 bdirty(bp);
2321         }
2322         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2323             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2324             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2325                 /*
2326                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2327                  * means the device is gone) are expected to be potentially
2328                  * transient - underlying media might work if tried again
2329                  * after EIO, and memory might be available after an ENOMEM.
2330                  *
2331                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2332                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2333                  * to access the buffer to untangle them.
2334                  *
2335                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2336                  */
2337                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2338                 bdirty(bp);
2339         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2340             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2341                 /*
2342                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2343                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2344                  * no longer present.
2345                  */
2346                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2347                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2348                         buf_deallocate(bp);
2349                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2350                         bdirtysub();
2351                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2352                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2353                         allocbuf(bp, 0);
2354                         if (bp->b_vp)
2355                                 brelvp(bp);
2356                 }
2357         }
2358
2359         /*
2360          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2361          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2362          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2363          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2364          * 
2365          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2366          * if B_DELWRI is set.
2367          */
2368         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2369                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2370
2371         /*
2372          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2373          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2374          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2375          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2376          *
2377          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2378          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2379          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2380          *
2381          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2382          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2383          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2384          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2385          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2386          * background write.
2387          */
2388         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2389             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2390             !(bp->b_vp->v_mount != NULL &&
2391             (bp->b_vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2392             !vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) && (bp->b_flags & B_DELWRI))) {
2393                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2394                 allocbuf(bp, 0);
2395         }
2396
2397         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2398             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2399                 allocbuf(bp, 0);
2400                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2401                 if (bp->b_vp != NULL)
2402                         brelvp(bp);
2403         }
2404                         
2405         /*
2406          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2407          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2408          * doesn't find it.
2409          */
2410         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2411             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2412                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2413         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2414                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2415                         bundirty(bp);
2416                 if (bp->b_vp)
2417                         brelvp(bp);
2418         }
2419
2420         buf_track(bp, __func__);
2421
2422         /* buffers with no memory */
2423         if (bp->b_bufsize == 0) {
2424                 buf_free(bp);
2425                 return;
2426         }
2427         /* buffers with junk contents */
2428         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2429             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2430                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2431                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2432                         panic("losing buffer 2");
2433                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2434                 bp->b_flags |= B_AGE;
2435         /* remaining buffers */
2436         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2437                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2438         else
2439                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2440
2441         binsfree(bp, qindex);
2442
2443         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2444         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2445                 panic("brelse: not dirty");
2446         /* unlock */
2447         BUF_UNLOCK(bp);
2448         if (qindex == QUEUE_CLEAN)
2449                 bufspace_wakeup();
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2454  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2455  *
2456  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2457  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2458  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2459  * again soon.
2460  *
2461  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2462  */
2463 void
2464 bqrelse(struct buf *bp)
2465 {
2466         int qindex;
2467
2468         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2469         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2470             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2471
2472         qindex = QUEUE_NONE;
2473         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2474                 /* do not release to free list */
2475                 BUF_UNLOCK(bp);
2476                 return;
2477         }
2478         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2479
2480         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2481                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2482                         bremfreef(bp);
2483                 goto out;
2484         }
2485
2486         /* buffers with stale but valid contents */
2487         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2488             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2489                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2490                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2491                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2492                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2493         } else {
2494                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2495                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2496                         panic("bqrelse: not dirty");
2497                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2498                         brelse(bp);
2499                         return;
2500                 }
2501                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2502         }
2503         binsfree(bp, qindex);
2504
2505 out:
2506         buf_track(bp, __func__);
2507         /* unlock */
2508         BUF_UNLOCK(bp);
2509         if (qindex == QUEUE_CLEAN)
2510                 bufspace_wakeup();
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2515  * restore bogus pages.
2516  */
2517 static void
2518 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2519 {
2520         vm_ooffset_t foff;
2521         vm_page_t m;
2522         vm_object_t obj;
2523         struct vnode *vp;
2524         int i, iosize, resid;
2525         bool bogus;
2526
2527         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2528         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2529             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2530             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2531
2532         vp = bp->b_vp;
2533         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2534             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2535         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2536             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2537
2538         foff = bp->b_offset;
2539         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2540             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2541
2542         bogus = false;
2543         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2544         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2545         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2546                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2547                 if (resid > iosize)
2548                         resid = iosize;
2549
2550                 /*
2551                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2552                  */
2553                 m = bp->b_pages[i];
2554                 if (m == bogus_page) {
2555                         bogus = true;
2556                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2557                         if (m == NULL)
2558                                 panic("biodone: page disappeared!");
2559                         bp->b_pages[i] = m;
2560                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2561                         /*
2562                          * In the write case, the valid and clean bits are
2563                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2564                          * only need to do this here in the read case.
2565                          */
2566                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2567                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2568                             "has unexpected dirty bits", m));
2569                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2570                 }
2571                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2572                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2573                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2574
2575                 vm_page_sunbusy(m);
2576                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2577                 iosize -= resid;
2578         }
2579         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2580         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2581         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2582                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2583                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2584                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2585         }
2586 }
2587
2588 /*
2589  * Unwire a page held by a buf and place it on the appropriate vm queue.
2590  */
2591 static void
2592 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2593 {
2594         bool freed;
2595
2596         vm_page_lock(m);
2597         if (vm_page_unwire(m, PQ_NONE)) {
2598                 /*
2599                  * Determine if the page should be freed before adding
2600                  * it to the inactive queue.
2601                  */
2602                 if (m->valid == 0) {
2603                         freed = !vm_page_busied(m);
2604                         if (freed)
2605                                 vm_page_free(m);
2606                 } else if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2607                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2608                 else
2609                         freed = false;
2610                 if (!freed) {
2611                         /*
2612                          * If the page is unlikely to be reused, let the
2613                          * VM know.  Otherwise, maintain LRU page
2614                          * ordering and put the page at the tail of the
2615                          * inactive queue.
2616                          */
2617                         if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2618                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2619                         else
2620                                 vm_page_deactivate(m);
2621                 }
2622         }
2623         vm_page_unlock(m);
2624 }
2625
2626 /*
2627  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2628  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2629  */
2630 static void
2631 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2632 {
2633         vm_object_t obj;
2634         vm_page_t m;
2635         int i, resid, poffset, presid;
2636
2637         if (buf_mapped(bp)) {
2638                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2639                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2640         } else
2641                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2642         /*
2643          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2644          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2645          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2646          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2647          *
2648          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2649          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2650          * m->dirty, etc...). 
2651          *
2652          * See man buf(9) for more information
2653          */
2654         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2655         resid = bp->b_bufsize;
2656         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2657         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2658         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2659                 m = bp->b_pages[i];
2660                 if (m == bogus_page)
2661                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2662                 bp->b_pages[i] = NULL;
2663
2664                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2665                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2666                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2667                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2668                         vm_page_lock(m);
2669                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2670                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2671                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2672                 }
2673                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2674                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2675                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2676                 resid -= presid;
2677                 poffset = 0;
2678         }
2679         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2680         bp->b_npages = 0;
2681 }
2682
2683 /*
2684  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
2685  */
2686 static void
2687 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
2688 {
2689         vm_object_t obj;
2690         vm_page_t m;
2691         int i;
2692
2693         if (bp->b_npages == desiredpages)
2694                 return;
2695
2696         if (buf_mapped(bp)) {
2697                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2698                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
2699                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
2700         } else
2701                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2702         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2703         if (obj != NULL)
2704                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2705         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
2706                 m = bp->b_pages[i];
2707                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
2708                 bp->b_pages[i] = NULL;
2709                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2710         }
2711         if (obj != NULL)
2712                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2713         bp->b_npages = desiredpages;
2714 }
2715
2716 /*
2717  * Byte granular extension of VMIO buffers.
2718  */
2719 static void
2720 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
2721 {
2722         /*
2723          * We are growing the buffer, possibly in a 
2724          * byte-granular fashion.
2725          */
2726         vm_object_t obj;
2727         vm_offset_t toff;
2728         vm_offset_t tinc;
2729         vm_page_t m;
2730
2731         /*
2732          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
2733          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
2734          * are not valid for the range covered by the buffer.
2735          */
2736         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2737         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2738         if (bp->b_npages < desiredpages) {
2739                 /*
2740                  * We must allocate system pages since blocking
2741                  * here could interfere with paging I/O, no
2742                  * matter which process we are.
2743                  *
2744                  * Only exclusive busy can be tested here.
2745                  * Blocking on shared busy might lead to
2746                  * deadlocks once allocbuf() is called after
2747                  * pages are vfs_busy_pages().
2748                  */
2749                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
2750                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
2751                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
2752                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
2753                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
2754                 bp->b_npages = desiredpages;
2755         }
2756
2757         /*
2758          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
2759          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
2760          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
2761          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
2762          * aligned range ( newbsize ).
2763          *
2764          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
2765          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
2766          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
2767          * fails with NFS if the server or some other client
2768          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
2769          * B_CACHE may remain set! XXX
2770          */
2771         toff = bp->b_bcount;
2772         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
2773         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
2774                 vm_pindex_t pi;
2775
2776                 if (tinc > (size - toff))
2777                         tinc = size - toff;
2778                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
2779                 m = bp->b_pages[pi];
2780                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
2781                 toff += tinc;
2782                 tinc = PAGE_SIZE;
2783         }
2784         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2785
2786         /*
2787          * Step 3, fixup the KVA pmap.
2788          */
2789         if (buf_mapped(bp))
2790                 bpmap_qenter(bp);
2791         else
2792                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2793 }
2794
2795 /*
2796  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
2797  * write.
2798  */
2799 static int
2800 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
2801 {
2802         struct buf *bpa;
2803         int match;
2804
2805         match = 0;
2806
2807         /* If the buf isn't in core skip it */
2808         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
2809                 return (0);
2810
2811         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
2812         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
2813                 return (0);
2814
2815         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
2816         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
2817             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
2818                 goto done;
2819
2820         if (bpa->b_bufsize != size)
2821                 goto done;
2822
2823         /*
2824          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
2825          * block has been mapped.
2826          */
2827         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
2828                 match = 1;
2829 done:
2830         BUF_UNLOCK(bpa);
2831         return (match);
2832 }
2833
2834 /*
2835  *      vfs_bio_awrite:
2836  *
2837  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
2838  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
2839  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
2840  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
2841  */
2842 int
2843 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
2844 {
2845         struct bufobj *bo;
2846         int i;
2847         int j;
2848         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
2849         struct vnode *vp = bp->b_vp;
2850         int ncl;
2851         int nwritten;
2852         int size;
2853         int maxcl;
2854         int gbflags;
2855
2856         bo = &vp->v_bufobj;
2857         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
2858         /*
2859          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
2860          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
2861          * rather then at the beginning.
2862          */
2863         if ((vp->v_type == VREG) && 
2864             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
2865             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
2866
2867                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2868                 maxcl = MAXPHYS / size;
2869
2870                 BO_RLOCK(bo);
2871                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
2872                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
2873                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2874                                 break;
2875
2876                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
2877                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
2878                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
2879                                 break;
2880                 BO_RUNLOCK(bo);
2881                 --j;
2882                 ncl = i + j;
2883                 /*
2884                  * this is a possible cluster write
2885                  */
2886                 if (ncl != 1) {
2887                         BUF_UNLOCK(bp);
2888                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
2889                             gbflags);
2890                         return (nwritten);
2891                 }
2892         }
2893         bremfree(bp);
2894         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2895         /*
2896          * default (old) behavior, writing out only one block
2897          *
2898          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
2899          */
2900         nwritten = bp->b_bufsize;
2901         (void) bwrite(bp);
2902
2903         return (nwritten);
2904 }
2905
2906 /*
2907  *      getnewbuf_kva:
2908  *
2909  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
2910  */
2911 static int
2912 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
2913 {
2914
2915         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
2916                 /*
2917                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
2918                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
2919                  */
2920                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
2921
2922                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
2923                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
2924                         return (ENOSPC);
2925         }
2926         return (0);
2927 }
2928
2929 /*
2930  *      getnewbuf:
2931  *
2932  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
2933  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
2934  *
2935  *      We block if:
2936  *              We have insufficient buffer headers
2937  *              We have insufficient buffer space
2938  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
2939  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
2940  *
2941  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
2942  *      allocbuf() is called.
2943  */
2944 static struct buf *
2945 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
2946 {
2947         struct buf *bp;
2948         bool metadata, reserved;
2949
2950         bp = NULL;
2951         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
2952             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
2953         if (!unmapped_buf_allowed)
2954                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
2955
2956         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
2957             vp->v_type == VCHR)
2958                 metadata = true;
2959         else
2960                 metadata = false;
2961         atomic_add_int(&getnewbufcalls, 1);
2962         reserved = false;
2963         do {
2964                 if (reserved == false &&
2965                     bufspace_reserve(maxsize, metadata) != 0)
2966                         continue;
2967                 reserved = true;
2968                 if ((bp = buf_alloc()) == NULL)
2969                         continue;
2970                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
2971                         return (bp);
2972                 break;
2973         } while(buf_scan(false) == 0);
2974
2975         if (reserved)
2976                 atomic_subtract_long(&bufspace, maxsize);
2977         if (bp != NULL) {
2978                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2979                 brelse(bp);
2980         }
2981         bufspace_wait(vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
2982
2983         return (NULL);
2984 }
2985
2986 /*
2987  *      buf_daemon:
2988  *
2989  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
2990  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
2991  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
2992  */
2993 static struct kproc_desc buf_kp = {
2994         "bufdaemon",
2995         buf_daemon,
2996         &bufdaemonproc
2997 };
2998 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
2999
3000 static int
3001 buf_flush(struct vnode *vp, int target)
3002 {
3003         int flushed;
3004
3005         flushed = flushbufqueues(vp, target, 0);
3006         if (flushed == 0) {
3007                 /*
3008                  * Could not find any buffers without rollback
3009                  * dependencies, so just write the first one
3010                  * in the hopes of eventually making progress.
3011                  */
3012                 if (vp != NULL && target > 2)
3013                         target /= 2;
3014                 flushbufqueues(vp, target, 1);
3015         }
3016         return (flushed);
3017 }
3018
3019 static void
3020 buf_daemon()
3021 {
3022         int lodirty;
3023
3024         /*
3025          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3026          */
3027         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
3028             SHUTDOWN_PRI_LAST);
3029
3030         /*
3031          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3032          */
3033         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3034         mtx_lock(&bdlock);
3035         for (;;) {
3036                 bd_request = 0;
3037                 mtx_unlock(&bdlock);
3038
3039                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
3040                 lodirty = lodirtybuffers;
3041                 if (bd_speedupreq) {
3042                         lodirty = numdirtybuffers / 2;
3043                         bd_speedupreq = 0;
3044                 }
3045                 /*
3046                  * Do the flush.  Limit the amount of in-transit I/O we
3047                  * allow to build up, otherwise we would completely saturate
3048                  * the I/O system.
3049                  */
3050                 while (numdirtybuffers > lodirty) {
3051                         if (buf_flush(NULL, numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3052                                 break;
3053                         kern_yield(PRI_USER);
3054                 }
3055
3056                 /*
3057                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3058                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3059                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3060                  * built up, within reason.
3061                  *
3062                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3063                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3064                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3065                  */
3066                 mtx_lock(&bdlock);
3067                 if (numdirtybuffers <= lodirtybuffers) {
3068                         /*
3069                          * We reached our low water mark, reset the
3070                          * request and sleep until we are needed again.
3071                          * The sleep is just so the suspend code works.
3072                          */
3073                         bd_request = 0;
3074                         /*
3075                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3076                          * changed via sysctl and the explicit transition
3077                          * out of shortfall was missed.
3078                          */
3079                         bdirtywakeup();
3080                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3081                                 runningwakeup();
3082                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3083                 } else {
3084                         /*
3085                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3086                          * still have too many dirty buffers, we
3087                          * have to sleep and try again.  (rare)
3088                          */
3089                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3090                 }
3091         }
3092 }
3093
3094 /*
3095  *      flushbufqueues:
3096  *
3097  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3098  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3099  *      particularly sensitive to.
3100  */
3101 static int flushwithdeps = 0;
3102 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3103     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3104
3105 static int
3106 flushbufqueues(struct vnode *lvp, int target, int flushdeps)
3107 {
3108         struct buf *sentinel;
3109         struct vnode *vp;
3110         struct mount *mp;
3111         struct buf *bp;
3112         int hasdeps;
3113         int flushed;
3114         int queue;
3115         int error;
3116         bool unlock;
3117
3118         flushed = 0;
3119         queue = QUEUE_DIRTY;
3120         bp = NULL;
3121         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3122         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3123         mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3124         TAILQ_INSERT_HEAD(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3125         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3126         while (flushed != target) {
3127                 maybe_yield();
3128                 mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3129                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3130                 if (bp != NULL) {
3131                         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3132                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bufqueues[queue], bp, sentinel,
3133                             b_freelist);
3134                 } else {
3135                         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3136                         break;
3137                 }
3138                 /*
3139                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3140                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3141                  *
3142                  * Only flush the buffers that belong to the
3143                  * vnode locked by the curthread.
3144                  */
3145                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3146                     bp->b_vp != lvp)) {
3147                         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3148                         continue;
3149                 }
3150                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3151                 mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3152                 if (error != 0)
3153                         continue;
3154
3155                 /*
3156                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3157                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3158                  */
3159                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3160                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3161                         BUF_UNLOCK(bp);
3162                         continue;
3163                 }
3164                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3165                         bremfreef(bp);
3166                         brelse(bp);
3167                         flushed++;
3168                         continue;
3169                 }
3170
3171                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3172                         if (flushdeps == 0) {
3173                                 BUF_UNLOCK(bp);
3174                                 continue;
3175                         }
3176                         hasdeps = 1;
3177                 } else
3178                         hasdeps = 0;
3179                 /*
3180                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3181                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3182                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3183                  * system.
3184                  *
3185                  * The lock order here is the reverse of the normal
3186                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3187                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3188                  */
3189                 vp = bp->b_vp;
3190                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3191                         BUF_UNLOCK(bp);
3192                         continue;
3193                 }
3194                 if (lvp == NULL) {
3195                         unlock = true;
3196                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3197                 } else {
3198                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3199                         unlock = false;
3200                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3201                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3202                 }
3203                 if (error == 0) {
3204                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3205                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3206                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3207                                 vfs_bio_awrite(bp);
3208                         } else {
3209                                 bremfree(bp);
3210                                 bwrite(bp);
3211                                 notbufdflushes++;
3212                         }
3213                         vn_finished_write(mp);
3214                         if (unlock)
3215                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3216                         flushwithdeps += hasdeps;
3217                         flushed++;
3218
3219                         /*
3220                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3221                          * vnode lock leads to deadlock.
3222                          */
3223                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3224                             runningbufspace > hirunningspace)
3225                                 waitrunningbufspace();
3226                         continue;
3227                 }
3228                 vn_finished_write(mp);
3229                 BUF_UNLOCK(bp);
3230         }
3231         mtx_lock(&bqlocks[queue]);
3232         TAILQ_REMOVE(&bufqueues[queue], sentinel, b_freelist);
3233         mtx_unlock(&bqlocks[queue]);
3234         free(sentinel, M_TEMP);
3235         return (flushed);
3236 }
3237
3238 /*
3239  * Check to see if a block is currently memory resident.
3240  */
3241 struct buf *
3242 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3243 {
3244         struct buf *bp;
3245
3246         BO_RLOCK(bo);
3247         bp = gbincore(bo, blkno);
3248         BO_RUNLOCK(bo);
3249         return (bp);
3250 }
3251
3252 /*
3253  * Returns true if no I/O is needed to access the
3254  * associated VM object.  This is like incore except
3255  * it also hunts around in the VM system for the data.
3256  */
3257
3258 static int
3259 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3260 {
3261         vm_object_t obj;
3262         vm_offset_t toff, tinc, size;
3263         vm_page_t m;
3264         vm_ooffset_t off;
3265
3266         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3267
3268         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3269                 return 1;
3270         if (vp->v_mount == NULL)
3271                 return 0;
3272         obj = vp->v_object;
3273         if (obj == NULL)
3274                 return (0);
3275
3276         size = PAGE_SIZE;
3277         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3278                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3279         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3280
3281         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3282         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3283                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3284                 if (!m)
3285                         goto notinmem;
3286                 tinc = size;
3287                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3288                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3289                 if (vm_page_is_valid(m,
3290                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3291                         goto notinmem;
3292         }
3293         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3294         return 1;
3295
3296 notinmem:
3297         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3298         return (0);
3299 }
3300
3301 /*
3302  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3303  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3304  * to the size of the buffer.
3305  *
3306  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3307  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3308  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3309  *
3310  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3311  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3312  */
3313 static void
3314 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3315 {
3316         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3317         vm_page_t m;
3318         int i;
3319
3320         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3321                 return;
3322
3323         foff = bp->b_offset;
3324         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3325             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3326
3327         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3328         vfs_drain_busy_pages(bp);
3329         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3330         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3331                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3332                 eoff = noff;
3333                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3334                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3335                 m = bp->b_pages[i];
3336                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3337                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3338                 foff = noff;
3339         }
3340         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3341 }
3342
3343 static void
3344 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3345 {
3346         vm_object_t object;
3347         int i;
3348
3349         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3350         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3351
3352         /*
3353          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3354          * object has been flushed yet.
3355          */
3356         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3357                 vm_offset_t boffset;
3358                 vm_offset_t eoffset;
3359
3360                 /*
3361                  * test the pages to see if they have been modified directly
3362                  * by users through the VM system.
3363                  */
3364                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3365                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3366
3367                 /*
3368                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3369                  * (eoffset - boffset) bytes.
3370                  */
3371
3372                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3373                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3374                                 break;
3375                 }
3376                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3377
3378                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3379                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3380                                 break;
3381                         }
3382                 }
3383                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3384
3385                 /*
3386                  * Fit it to the buffer.
3387                  */
3388
3389                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3390                         eoffset = bp->b_bcount;
3391
3392                 /*
3393                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3394                  * dirty range.
3395                  */
3396
3397                 if (boffset < eoffset) {
3398                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3399                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3400                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3401                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3402                 }
3403         }
3404 }
3405
3406 /*
3407  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3408  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3409  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3410  */
3411 static void
3412 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3413 {
3414         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3415         off_t offset;
3416
3417         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3418             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3419         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3420             bp->b_data == unmapped_buf &&
3421             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3422         if (!need_mapping && !need_kva)
3423                 return;
3424
3425         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3426
3427         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3428                 /*
3429                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3430                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3431                  * allocated space.
3432                  */
3433                 goto has_addr;
3434         }
3435
3436         /*
3437          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3438          * if the buffer was mapped.
3439          */
3440         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3441         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3442         offset = blkno * bsize;
3443         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3444         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3445
3446         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3447                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3448                         /*
3449                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3450                          * succeed, not sure what else to do.
3451                          */
3452                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3453                 }
3454                 atomic_add_int(&mappingrestarts, 1);
3455                 bufspace_wait(bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3456         }
3457 has_addr:
3458         if (need_mapping) {
3459                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3460                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3461                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3462                 bpmap_qenter(bp);
3463         }
3464 }
3465
3466 /*
3467  *      getblk:
3468  *
3469  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3470  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3471  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3472  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3473  *      READ.
3474  *
3475  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3476  *      an existing buffer.
3477  *
3478  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3479  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3480  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3481  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3482  *
3483  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3484  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3485  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3486  *      backing VM.
3487  *
3488  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3489  *      B_CACHE bit is clear.
3490  *      
3491  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3492  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3493  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3494  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3495  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3496  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3497  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3498  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3499  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3500  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3501  */
3502 struct buf *
3503 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3504     int flags)
3505 {
3506         struct buf *bp;
3507         struct bufobj *bo;
3508         int bsize, error, maxsize, vmio;
3509         off_t offset;
3510
3511         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3512         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3513             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3514         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3515         if (size > maxbcachebuf)
3516                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3517                     maxbcachebuf);
3518         if (!unmapped_buf_allowed)
3519                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3520
3521         bo = &vp->v_bufobj;
3522 loop:
3523         BO_RLOCK(bo);
3524         bp = gbincore(bo, blkno);
3525         if (bp != NULL) {
3526                 int lockflags;
3527                 /*
3528                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3529                  * it must be on a queue.
3530                  */
3531                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3532
3533                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3534                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3535
3536                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3537                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3538
3539                 /*
3540                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3541                  * the buffer changed identities.
3542                  */
3543                 if (error == ENOLCK)
3544                         goto loop;
3545                 /* We timed out or were interrupted. */
3546                 else if (error)
3547                         return (NULL);
3548                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3549                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3550                         goto end;
3551
3552                 /*
3553                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3554                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3555                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3556                  * backing VM cache.
3557                  */
3558                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3559                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3560                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3561                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3562                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3563                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3564                 else
3565                         bremfree(bp);
3566
3567                 /*
3568                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3569                  */
3570                 if (bp->b_bcount != size) {
3571                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3572                             (size > bp->b_kvasize)) {
3573                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3574                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3575                                         bwrite(bp);
3576                                 } else {
3577                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3578                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3579                                                 brelse(bp);
3580                                         } else {
3581                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3582                                                 bwrite(bp);
3583                                         }
3584                                 }
3585                                 goto loop;
3586                         }
3587                 }
3588
3589                 /*
3590                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3591                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3592                  * reservation is requested.
3593                  */
3594                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3595
3596                 /*
3597                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3598                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3599                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3600                  * unchanged from its previous state.
3601                  */
3602                 allocbuf(bp, size);
3603
3604                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3605                     ("getblk: no buffer offset"));
3606
3607                 /*
3608                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3609                  * be committed before we can return the buffer in
3610                  * order to prevent the caller from issuing a read
3611                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3612                  * it.
3613                  *
3614                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3615                  * operate properly either because they assume they
3616                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3617                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3618                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3619                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3620                  * preventing further loops.
3621                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3622                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3623                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3624                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3625                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3626                  * after the write.
3627                  *
3628                  * We might be able to do something fancy, like setting
3629                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3630                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3631                  * confusing.  This is much easier.
3632                  */
3633
3634                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3635                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3636                         bwrite(bp);
3637                         goto loop;
3638                 }
3639                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3640         } else {
3641                 /*
3642                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
3643                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
3644                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
3645                  */
3646                 BO_RUNLOCK(bo);
3647                 /*
3648                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
3649                  * here.
3650                  */
3651                 if (flags & GB_NOCREAT)
3652                         return NULL;
3653                 if (numfreebuffers == 0 && TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
3654                         return NULL;
3655
3656                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
3657                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3658                 offset = blkno * bsize;
3659                 vmio = vp->v_object != NULL;
3660                 if (vmio) {
3661                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3662                 } else {
3663                         maxsize = size;
3664                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
3665                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3666                 }
3667                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
3668
3669                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
3670                 if (bp == NULL) {
3671                         if (slpflag || slptimeo)
3672                                 return NULL;
3673                         /*
3674                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
3675                          * enough to work under very low memory conditions.
3676                          *
3677                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
3678                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
3679                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
3680                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
3681                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
3682                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
3683                          * This never happens because we never yield.
3684                          *
3685                          * The real solution is to identify and fix these cases
3686                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
3687                          * until the reclaimation path has cycles to run.
3688                          */
3689                         kern_yield(PRI_USER);
3690                         goto loop;
3691                 }
3692
3693                 /*
3694                  * This code is used to make sure that a buffer is not
3695                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
3696                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
3697                  * If the buffer is created out from under us, we have to
3698                  * throw away the one we just created.
3699                  *
3700                  * Note: this must occur before we associate the buffer
3701                  * with the vp especially considering limitations in
3702                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
3703                  * lblkno's.
3704                  */
3705                 BO_LOCK(bo);
3706                 if (gbincore(bo, blkno)) {
3707                         BO_UNLOCK(bo);
3708                         bp->b_flags |= B_INVAL;
3709                         brelse(bp);
3710                         bufspace_release(maxsize);
3711                         goto loop;
3712                 }
3713
3714                 /*
3715                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
3716                  * be found by incore.
3717                  */
3718                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
3719                 bp->b_offset = offset;
3720                 bgetvp(vp, bp);
3721                 BO_UNLOCK(bo);
3722
3723                 /*
3724                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
3725                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
3726                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
3727                  * backing store for validity.
3728                  */
3729
3730                 if (vmio) {
3731                         bp->b_flags |= B_VMIO;
3732                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
3733                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
3734                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
3735                 } else {
3736                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
3737                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
3738                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
3739                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
3740                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3741                 }
3742
3743                 allocbuf(bp, size);
3744                 bufspace_release(maxsize);
3745                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3746         }
3747         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
3748         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3749 end:
3750         buf_track(bp, __func__);
3751         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
3752             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
3753         return (bp);
3754 }
3755
3756 /*
3757  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
3758  * set to B_INVAL.
3759  */
3760 struct buf *
3761 geteblk(int size, int flags)
3762 {
3763         struct buf *bp;
3764         int maxsize;
3765
3766         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3767         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
3768                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
3769                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
3770                         return (NULL);
3771         }
3772         allocbuf(bp, size);
3773         bufspace_release(maxsize);
3774         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
3775         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3776         return (bp);
3777 }
3778
3779 /*
3780  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
3781  */
3782 static void
3783 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
3784 {
3785
3786         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3787                 /*
3788                  * malloced buffers are not shrunk
3789                  */
3790                 if (newbsize == 0) {
3791                         bufmallocadjust(bp, 0);
3792                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
3793                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
3794                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3795                 }
3796                 return;
3797         }
3798         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
3799         bufspace_adjust(bp, newbsize);
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
3804  */
3805 static void
3806 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
3807 {
3808         caddr_t origbuf;
3809         int origbufsize;
3810
3811         /*
3812          * We only use malloced memory on the first allocation.
3813          * and revert to page-allocated memory when the buffer
3814          * grows.
3815          *
3816          * There is a potential smp race here that could lead
3817          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
3818          * is probably extremely rare and not worth worrying
3819          * over.
3820          */
3821         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
3822             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
3823                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
3824                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
3825                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
3826                 return;
3827         }
3828
3829         /*
3830          * If the buffer is growing on its other-than-first
3831          * allocation then we revert to the page-allocation
3832          * scheme.
3833          */
3834         origbuf = NULL;
3835         origbufsize = 0;
3836         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
3837                 origbuf = bp->b_data;
3838                 origbufsize = bp->b_bufsize;
3839                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3840                 bufmallocadjust(bp, 0);
3841                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
3842                 newbsize = round_page(newbsize);
3843         }
3844         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
3845             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
3846         if (origbuf != NULL) {
3847                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
3848                 free(origbuf, M_BIOBUF);
3849         }
3850         bufspace_adjust(bp, newbsize);
3851 }
3852
3853 /*
3854  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
3855  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
3856  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
3857  * resize a buffer up or down.
3858  *
3859  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
3860  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
3861  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
3862  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
3863  *
3864  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
3865  * B_CACHE for the non-VMIO case.
3866  */
3867 int
3868 allocbuf(struct buf *bp, int size)
3869 {
3870         int newbsize;
3871
3872         BUF_ASSERT_HELD(bp);
3873
3874         if (bp->b_bcount == size)
3875                 return (1);
3876
3877         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
3878                 panic("allocbuf: buffer too small");
3879
3880         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
3881         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
3882                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
3883                         newbsize = round_page(newbsize);
3884                 /*
3885                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
3886                  * mess with B_CACHE.
3887                  */
3888                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3889                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
3890                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
3891                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
3892         } else {
3893                 int desiredpages;
3894
3895                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
3896                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
3897
3898                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
3899                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
3900                 /*
3901                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
3902                  * 0-length.
3903                  */
3904                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3905                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3906
3907                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
3908                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
3909                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
3910                 else if (size > bp->b_bcount)
3911                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
3912                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
3913         }
3914         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
3915         return (1);
3916 }
3917
3918 extern int inflight_transient_maps;
3919
3920 void
3921 biodone(struct bio *bp)
3922 {
3923         struct mtx *mtxp;
3924         void (*done)(struct bio *);
3925         vm_offset_t start, end;
3926
3927         biotrack(bp, __func__);
3928         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
3929                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
3930                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
3931                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
3932                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
3933                 bp->bio_data = unmapped_buf;
3934                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
3935                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
3936                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
3937         }
3938         done = bp->bio_done;
3939         if (done == NULL) {
3940                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3941                 mtx_lock(mtxp);
3942                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
3943                 wakeup(bp);
3944                 mtx_unlock(mtxp);
3945         } else
3946                 done(bp);
3947 }
3948
3949 /*
3950  * Wait for a BIO to finish.
3951  */
3952 int
3953 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
3954 {
3955         struct mtx *mtxp;
3956
3957         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
3958         mtx_lock(mtxp);
3959         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
3960                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
3961         mtx_unlock(mtxp);
3962         if (bp->bio_error != 0)
3963                 return (bp->bio_error);
3964         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
3965                 return (0);
3966         return (EIO);
3967 }
3968
3969 void
3970 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
3971 {
3972         
3973         if (error) {
3974                 bp->bio_error = error;
3975                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
3976         }
3977         if (stat != NULL)
3978                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
3979         biodone(bp);
3980 }
3981
3982 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
3983 void
3984 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
3985 {
3986
3987         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
3988 }
3989 #endif
3990
3991 /*
3992  *      bufwait:
3993  *
3994  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
3995  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
3996  *      error and cleared.
3997  */
3998 int
3999 bufwait(struct buf *bp)
4000 {
4001         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4002                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4003         else
4004                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4005         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4006                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4007                 return (EINTR);
4008         }
4009         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4010                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4011         } else {
4012                 return (0);
4013         }
4014 }
4015
4016 /*
4017  *      bufdone:
4018  *
4019  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4020  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4021  *      not allowed.
4022  *
4023  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4024  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4025  *      assuming B_INVAL is clear.
4026  *
4027  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4028  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4029  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4030  *
4031  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4032  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4033  *      in the biodone routine.
4034  */
4035 void
4036 bufdone(struct buf *bp)
4037 {
4038         struct bufobj *dropobj;
4039         void    (*biodone)(struct buf *);
4040
4041         buf_track(bp, __func__);
4042         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4043         dropobj = NULL;
4044
4045         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4046         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4047
4048         runningbufwakeup(bp);
4049         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4050                 dropobj = bp->b_bufobj;
4051         /* call optional completion function if requested */
4052         if (bp->b_iodone != NULL) {
4053                 biodone = bp->b_iodone;
4054                 bp->b_iodone = NULL;
4055                 (*biodone) (bp);
4056                 if (dropobj)
4057                         bufobj_wdrop(dropobj);
4058                 return;
4059         }
4060
4061         bufdone_finish(bp);
4062
4063         if (dropobj)
4064                 bufobj_wdrop(dropobj);
4065 }
4066
4067 void
4068 bufdone_finish(struct buf *bp)
4069 {
4070         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4071
4072         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4073                 buf_complete(bp);
4074
4075         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4076                 /*
4077                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4078                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4079                  * routines.
4080                  */
4081                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4082                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4083                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4084                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4085                 vfs_vmio_iodone(bp);
4086         }
4087
4088         /*
4089          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4090          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4091          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4092          */
4093         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4094                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4095                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4096                         brelse(bp);
4097                 else
4098                         bqrelse(bp);
4099         } else
4100                 bdone(bp);
4101 }
4102
4103 /*
4104  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4105  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4106  * consistent.
4107  */
4108 void
4109 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4110 {
4111         int i;
4112         vm_object_t obj;
4113         vm_page_t m;
4114
4115         runningbufwakeup(bp);
4116         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4117                 return;
4118
4119         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4120         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4121         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4122                 m = bp->b_pages[i];
4123                 if (m == bogus_page) {
4124                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4125                         if (!m)
4126                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4127                         bp->b_pages[i] = m;
4128                         if (buf_mapped(bp)) {
4129                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4130                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4131                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4132                         } else
4133                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4134                 }
4135                 vm_page_sunbusy(m);
4136         }
4137         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4138         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4139 }
4140
4141 /*
4142  * vfs_page_set_valid:
4143  *
4144  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4145  *      range is restricted to the buffer's size.
4146  *
4147  *      This routine is typically called after a read completes.
4148  */
4149 static void
4150 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4151 {
4152         vm_ooffset_t eoff;
4153
4154         /*
4155          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4156          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4157          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4158          * allocation size of the buffer.
4159          */
4160         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4161         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4162                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4163
4164         /*
4165          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4166          * entire page.
4167          */
4168         if (eoff > off)
4169                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4170 }
4171
4172 /*
4173  * vfs_page_set_validclean:
4174  *
4175  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4176  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4177  */
4178 static void
4179 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4180 {
4181         vm_ooffset_t soff, eoff;
4182
4183         /*
4184          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4185          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4186          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4187          * of the buffer.
4188          */
4189         soff = off;
4190         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4191         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4192                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4193
4194         /*
4195          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4196          * entire page.
4197          */
4198         if (eoff > soff) {
4199                 vm_page_set_validclean(
4200                     m,
4201                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4202                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4203                 );
4204         }
4205 }
4206
4207 /*
4208  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4209  * exclusive busy, drain it.
4210  */
4211 void
4212 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4213 {
4214         vm_page_t m;
4215         int i, last_busied;
4216
4217         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4218         last_busied = 0;
4219         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4220                 m = bp->b_pages[i];
4221                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4222                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4223                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4224                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4225                                 vm_page_lock(m);
4226                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4227                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4228                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4229                         }
4230                 }
4231         }
4232         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4233                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4234 }
4235
4236 /*
4237  * This routine is called before a device strategy routine.
4238  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4239  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4240  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4241  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4242  * inconsistent.
4243  *
4244  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4245  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4246  * and should be ignored.
4247  */
4248 void
4249 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4250 {
4251         vm_object_t obj;
4252         vm_ooffset_t foff;
4253         vm_page_t m;
4254         int i;
4255         bool bogus;
4256
4257         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4258                 return;
4259
4260         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4261         foff = bp->b_offset;
4262         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4263             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4264         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4265         vfs_drain_busy_pages(bp);
4266         if (bp->b_bufsize != 0)
4267                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4268         bogus = false;
4269         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4270                 m = bp->b_pages[i];
4271
4272                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4273                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4274                         vm_page_sbusy(m);
4275                 }
4276                 /*
4277                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4278                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4279                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4280                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4281                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4282                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4283                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4284                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4285                  * first place ).  The replacement prevents the read
4286                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4287                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4288                  * It may not work properly with small-block devices.
4289                  * We need to find a better way.
4290                  */
4291                 if (clear_modify) {
4292                         pmap_remove_write(m);
4293                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4294                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4295                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4296                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4297                         bogus = true;
4298                 }
4299                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4300         }
4301         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4302         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4303                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4304                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4305                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4306         }
4307 }
4308
4309 /*
4310  *      vfs_bio_set_valid:
4311  *
4312  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4313  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4314  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4315  *      page.
4316  */
4317 void   
4318 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4319 {
4320         int i, n;
4321         vm_page_t m;
4322
4323         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4324                 return;
4325
4326         /*
4327          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4328          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4329          * first page that can be validated.
4330          */
4331         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4332         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4333
4334         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4335         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4336                 m = bp->b_pages[i];
4337                 if (n > size)
4338                         n = size;
4339                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4340                 base += n;
4341                 size -= n;
4342                 n = PAGE_SIZE;
4343         }
4344         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4345 }
4346
4347 /*
4348  *      vfs_bio_clrbuf:
4349  *
4350  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4351  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4352  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4353  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4354  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4355  *
4356  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4357  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4358  */
4359 void
4360 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4361 {
4362         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4363
4364         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4365                 clrbuf(bp);
4366                 return;
4367         }
4368         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4369         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4370         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4371         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4372             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4373                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4374                         goto unlock;
4375                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4376                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4377                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4378                         goto unlock;
4379                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4380                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4381                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4382                         goto unlock;
4383                 }
4384         }
4385         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4386         slide = 0;
4387         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4388                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4389                 ea = slide & PAGE_MASK;
4390                 if (ea == 0)
4391                         ea = PAGE_SIZE;
4392                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4393                         continue;
4394                 j = sa / DEV_BSIZE;
4395                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4396                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4397                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4398                         continue;
4399                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4400                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4401                 else {
4402                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4403                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4404                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4405                                             sa, DEV_BSIZE);
4406                                 }
4407                         }
4408                 }
4409                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4410         }
4411 unlock:
4412         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4413         bp->b_resid = 0;
4414 }
4415
4416 void
4417 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4418 {
4419         vm_page_t m;
4420         int i, n;
4421
4422         if (buf_mapped(bp)) {
4423                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4424                 bzero(bp->b_data + base, size);
4425         } else {
4426                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4427                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4428                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4429                         m = bp->b_pages[i];
4430                         if (n > size)
4431                                 n = size;
4432                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4433                         base += n;
4434                         size -= n;
4435                         n = PAGE_SIZE;
4436                 }
4437         }
4438 }
4439
4440 /*
4441  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4442  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4443  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4444  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4445  */
4446 static void
4447 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4448 {
4449
4450         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4451             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4452
4453         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4454                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4455         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4456                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4457                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4458                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4459                 if (release)
4460                         brelse(bp);
4461         } else if (release)
4462                 bqrelse(bp);
4463 }
4464
4465 void
4466 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4467 {
4468
4469         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4470 }
4471
4472 void
4473 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4474 {
4475
4476         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4477 }
4478
4479 /*
4480  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4481  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4482  * not associated with a file object.
4483  */
4484 static void
4485 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4486 {
4487         vm_offset_t pg;
4488         vm_page_t p;
4489         int index;
4490
4491         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4492
4493         to = round_page(to);
4494         from = round_page(from);
4495         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4496
4497         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4498 tryagain:
4499                 /*
4500                  * note: must allocate system pages since blocking here
4501                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4502                  * process we are.
4503                  */
4504                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4505                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT));
4506                 if (p == NULL) {
4507                         VM_WAIT;
4508                         goto tryagain;
4509                 }
4510                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4511                 bp->b_pages[index] = p;
4512         }
4513         bp->b_npages = index;
4514 }
4515
4516 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4517 static void
4518 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4519 {
4520         vm_offset_t from;
4521         vm_page_t p;
4522         int index, newnpages;
4523
4524         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4525
4526         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4527         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4528         if (bp->b_npages > newnpages)
4529                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4530         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4531                 p = bp->b_pages[index];
4532                 bp->b_pages[index] = NULL;
4533                 p->wire_count--;
4534                 vm_page_free(p);
4535         }
4536         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, bp->b_npages - newnpages);
4537         bp->b_npages = newnpages;
4538 }
4539
4540 /*
4541  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4542  *
4543  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4544  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4545  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4546  *
4547  * Note that even if the caller determines that the address space should
4548  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4549  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4550  * check the return value.
4551  *
4552  * This function only works with pager buffers.
4553  */
4554 int
4555 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4556 {
4557         vm_prot_t prot;
4558         int pidx;
4559
4560         if (bp->b_bufsize < 0)
4561                 return (-1);
4562         prot = VM_PROT_READ;
4563         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4564                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4565         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4566             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4567             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4568                 return (-1);
4569         bp->b_npages = pidx;
4570         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4571         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4572                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4573                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4574         } else
4575                 bp->b_data = unmapped_buf;
4576         return(0);
4577 }
4578
4579 /*
4580  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4581  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4582  *
4583  * This function only works with pager buffers.
4584  */
4585 void
4586 vunmapbuf(struct buf *bp)
4587 {
4588         int npages;
4589
4590         npages = bp->b_npages;
4591         if (buf_mapped(bp))
4592                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4593         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4594
4595         bp->b_data = unmapped_buf;
4596 }
4597
4598 void
4599 bdone(struct buf *bp)
4600 {
4601         struct mtx *mtxp;
4602
4603         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4604         mtx_lock(mtxp);
4605         bp->b_flags |= B_DONE;
4606         wakeup(bp);
4607         mtx_unlock(mtxp);
4608 }
4609
4610 void
4611 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4612 {
4613         struct mtx *mtxp;
4614
4615         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4616         mtx_lock(mtxp);
4617         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4618                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4619         mtx_unlock(mtxp);
4620 }
4621
4622 int
4623 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4624 {
4625
4626         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
4627 }
4628
4629 void
4630 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4631 {
4632         int i = 0;
4633         struct vnode *vp;
4634
4635         vp = bp->b_vp;
4636         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4637         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4638             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4639         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4640         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4641 }
4642
4643 void
4644 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
4645 {
4646
4647         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4648         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4649         bo->bo_numoutput++;
4650 }
4651
4652 void
4653 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
4654 {
4655
4656         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
4657         BO_LOCK(bo);
4658         bo->bo_numoutput++;
4659         BO_UNLOCK(bo);
4660 }
4661
4662 void
4663 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
4664 {
4665
4666         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
4667         BO_LOCK(bo);
4668         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
4669         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
4670                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
4671                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
4672         }
4673         BO_UNLOCK(bo);
4674 }
4675
4676 int
4677 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
4678 {
4679         int error;
4680
4681         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
4682         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
4683         error = 0;
4684         while (bo->bo_numoutput) {
4685                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
4686                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
4687                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
4688                 if (error)
4689                         break;
4690         }
4691         return (error);
4692 }
4693
4694 /*
4695  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
4696  */
4697 void
4698 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
4699 {
4700
4701         if (!buf_mapped(bp)) {
4702                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
4703                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
4704                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
4705                 bip->bio_data = unmapped_buf;
4706                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
4707                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4708                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
4709                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
4710                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
4711                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
4712         } else {
4713                 bip->bio_data = bp->b_data;
4714                 bip->bio_ma = NULL;
4715         }
4716 }
4717
4718 /*
4719  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
4720  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
4721  * to data corruption.
4722  *
4723  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
4724  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
4725  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
4726  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
4727  *
4728  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
4729  * earlier chips, it should be flipped back off.
4730  */
4731 #ifdef  __mips__
4732 static int buf_pager_relbuf = 1;
4733 #else
4734 static int buf_pager_relbuf = 0;
4735 #endif
4736 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
4737     &buf_pager_relbuf, 0,
4738     "Make buffer pager release buffers after reading");
4739
4740 /*
4741  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
4742  *
4743  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
4744  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
4745  * device block size is greater than the machine page size.  The
4746  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
4747  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
4748  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
4749  * pages.
4750  *
4751  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
4752  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
4753  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
4754  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
4755  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
4756  * shared-busy to excl-busy state after the read.
4757  */
4758 int
4759 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
4760     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
4761     vbg_get_blksize_t get_blksize)
4762 {
4763         vm_page_t m;
4764         vm_object_t object;
4765         struct buf *bp;
4766         struct mount *mp;
4767         daddr_t lbn, lbnp;
4768         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
4769         long bsize;
4770         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
4771         bool redo, lpart;
4772
4773         object = vp->v_object;
4774         mp = vp->v_mount;
4775         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
4776         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
4777                 return (VM_PAGER_BAD);
4778         lpart = la + PAGE_SIZE > object->un_pager.vnp.vnp_size;
4779         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
4780
4781         /*
4782          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
4783          */
4784         pgsin = count;
4785         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
4786         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
4787         pgsin += pgsin_b;
4788         if (rbehind != NULL)
4789                 *rbehind = pgsin_b;
4790         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
4791         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
4792                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
4793                     PAGE_SIZE) - la);
4794         pgsin += pgsin_a;
4795         if (rahead != NULL)
4796                 *rahead = pgsin_a;
4797         VM_CNT_INC(v_vnodein);
4798         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
4799
4800         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
4801             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
4802         VM_OBJECT_WLOCK(object);
4803 again:
4804         for (i = 0; i < count; i++)
4805                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
4806         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4807
4808         lbnp = -1;
4809         for (i = 0; i < count; i++) {
4810                 m = ma[i];
4811
4812                 /*
4813                  * Pages are shared busy and the object lock is not
4814                  * owned, which together allow for the pages'
4815                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
4816                  * useless creation of the buffer for the most typical
4817                  * case when invalidation is not used in redo or for
4818                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
4819                  * the end of the function catches the race in a
4820                  * reliable way (protected by the object lock).
4821                  */
4822                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
4823                         continue;
4824
4825                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
4826                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
4827                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
4828                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
4829                         if (lbn == lbnp)
4830                                 goto next_page;
4831                         lbnp = lbn;
4832
4833                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
4834                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
4835                             br_flags, &bp);
4836                         if (error != 0)
4837                                 goto end_pages;
4838                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4839                                 /*
4840                                  * Invalidation clears m->valid, but
4841                                  * may leave B_CACHE flag if the
4842                                  * buffer existed at the invalidation
4843                                  * time.  In this case, recycle the
4844                                  * buffer to do real read on next
4845                                  * bread() after redo.
4846                                  *
4847                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
4848                                  * necessary, enable to reduce buf
4849                                  * cache pressure.
4850                                  */
4851                                 if (buf_pager_relbuf ||
4852                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4853                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
4854
4855                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
4856                                 brelse(bp);
4857                         } else {
4858                                 bqrelse(bp);
4859                         }
4860                 }
4861                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
4862                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
4863                     ("buf %d %p invalid", i, m));
4864                 if (i == count - 1 && lpart) {
4865                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
4866                         if (m->valid != 0 &&
4867                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4868                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
4869                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4870                 }
4871 next_page:;
4872         }
4873 end_pages:
4874
4875         VM_OBJECT_WLOCK(object);
4876         redo = false;
4877         for (i = 0; i < count; i++) {
4878                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
4879                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
4880
4881                 /*
4882                  * Since the pages were only sbusy while neither the
4883                  * buffer nor the object lock was held by us, or
4884                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
4885                  * relinguish, they could have been invalidated.
4886                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
4887                  *
4888                  * Note that the last page is made fully valid in the
4889                  * read loop, and partial validity for the page at
4890                  * index count - 1 could mean that the page was
4891                  * invalidated or removed, so we must restart for
4892                  * safety as well.
4893                  */
4894                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4895                         redo = true;
4896         }
4897         if (redo && error == 0)
4898                 goto again;
4899         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
4900         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
4901 }
4902
4903 #include "opt_ddb.h"
4904 #ifdef DDB
4905 #include <ddb/ddb.h>
4906
4907 /* DDB command to show buffer data */
4908 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
4909 {
4910         /* get args */
4911         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
4912 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
4913         uint32_t i, j;
4914 #endif
4915
4916         if (!have_addr) {
4917                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
4918                 return;
4919         }
4920
4921         db_printf("buf at %p\n", bp);
4922         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
4923             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
4924             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
4925         db_printf(
4926             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
4927             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
4928             "b_dep = %p\n",
4929             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
4930             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
4931             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
4932         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
4933             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
4934         if (bp->b_npages) {
4935                 int i;
4936                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
4937                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4938                         vm_page_t m;
4939                         m = bp->b_pages[i];
4940                         if (m != NULL)
4941                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
4942                                     (u_long)m->pindex,
4943                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
4944                         else
4945                                 db_printf("( ??? )");
4946                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
4947                                 db_printf(",");
4948                 }
4949                 db_printf("\n");
4950         }
4951 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
4952         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
4953
4954         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
4955         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
4956                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
4957                         continue;
4958                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
4959                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
4960         }
4961 #elif defined(BUF_TRACKING)
4962         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
4963 #endif
4964         db_printf(" ");
4965         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
4966 }
4967
4968 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
4969 {
4970         struct buf *bp;
4971         int i;
4972
4973         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
4974                 bp = &buf[i];
4975                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
4976                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4977                         db_printf("\n");
4978                         if (db_pager_quit)
4979                                 break;
4980                 }
4981         }
4982 }
4983
4984 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
4985 {
4986         struct vnode *vp;
4987         struct buf *bp;
4988
4989         if (!have_addr) {
4990                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
4991                 return;
4992         }
4993         vp = (struct vnode *)addr;
4994         db_printf("Clean buffers:\n");
4995         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
4996                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
4997                 db_printf("\n");
4998         }
4999         db_printf("Dirty buffers:\n");
5000         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5001                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5002                 db_printf("\n");
5003         }
5004 }
5005
5006 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5007 {
5008         struct buf *bp;
5009         int i, used = 0, nfree = 0;
5010
5011         if (have_addr) {
5012                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5013                 return;
5014         }
5015
5016         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5017                 bp = &buf[i];
5018                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5019                         nfree++;
5020                 else
5021                         used++;
5022         }
5023
5024         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5025             nfree + used);
5026         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5027 }
5028 #endif /* DDB */