]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
buf: Make bufspace_daemon_shutdown() a no-op after a panic
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/asan.h>
53 #include <sys/bio.h>
54 #include <sys/bitset.h>
55 #include <sys/boottrace.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/conf.h>
58 #include <sys/counter.h>
59 #include <sys/devicestat.h>
60 #include <sys/eventhandler.h>
61 #include <sys/fail.h>
62 #include <sys/ktr.h>
63 #include <sys/limits.h>
64 #include <sys/lock.h>
65 #include <sys/malloc.h>
66 #include <sys/mount.h>
67 #include <sys/mutex.h>
68 #include <sys/kernel.h>
69 #include <sys/kthread.h>
70 #include <sys/proc.h>
71 #include <sys/racct.h>
72 #include <sys/refcount.h>
73 #include <sys/resourcevar.h>
74 #include <sys/rwlock.h>
75 #include <sys/sched.h>
76 #include <sys/smp.h>
77 #include <sys/sysctl.h>
78 #include <sys/syscallsubr.h>
79 #include <sys/vmem.h>
80 #include <sys/vmmeter.h>
81 #include <sys/vnode.h>
82 #include <sys/watchdog.h>
83 #include <geom/geom.h>
84 #include <vm/vm.h>
85 #include <vm/vm_param.h>
86 #include <vm/vm_kern.h>
87 #include <vm/vm_object.h>
88 #include <vm/vm_page.h>
89 #include <vm/vm_pageout.h>
90 #include <vm/vm_pager.h>
91 #include <vm/vm_extern.h>
92 #include <vm/vm_map.h>
93 #include <vm/swap_pager.h>
94
95 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
96
97 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
98
99 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
100         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
101         .bop_write      =       bufwrite,
102         .bop_strategy   =       bufstrategy,
103         .bop_sync       =       bufsync,
104         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
105 };
106
107 struct bufqueue {
108         struct mtx_padalign     bq_lock;
109         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
110         uint8_t                 bq_index;
111         uint16_t                bq_subqueue;
112         int                     bq_len;
113 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
114
115 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
116 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
117 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
118 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
119
120 struct bufdomain {
121         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
122         struct bufqueue bd_dirtyq;
123         struct bufqueue *bd_cleanq;
124         struct mtx_padalign bd_run_lock;
125         /* Constants */
126         long            bd_maxbufspace;
127         long            bd_hibufspace;
128         long            bd_lobufspace;
129         long            bd_bufspacethresh;
130         int             bd_hifreebuffers;
131         int             bd_lofreebuffers;
132         int             bd_hidirtybuffers;
133         int             bd_lodirtybuffers;
134         int             bd_dirtybufthresh;
135         int             bd_lim;
136         /* atomics */
137         int             bd_wanted;
138         bool            bd_shutdown;
139         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
140         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
141         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
142         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
143 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
144
145 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
146 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
149 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
150 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
151 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
152 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
153
154 static char *buf;               /* buffer header pool */
155 static struct buf *
156 nbufp(unsigned i)
157 {
158         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
159             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
160 }
161
162 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
163
164 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
165 struct proc *bufdaemonproc;
166
167 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
168 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
169                 vm_offset_t to);
170 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
171 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
172                 vm_page_t m);
173 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
174 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
175 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
176 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
177 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
178 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
179                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
180 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
181                 void (*)(struct buf *));
182 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
183 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
184 static void buf_daemon(void);
185 static __inline void bd_wakeup(void);
186 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
187 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
188 static void bufkva_free(struct buf *);
189 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
190 static void buf_release(void *, void **, int);
191 static void maxbcachebuf_adjust(void);
192 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
193 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
194 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
195 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
196 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
197             const char *lockname);
198 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
199 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
200 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
201 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
202
203 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
204 int vmiodirenable = TRUE;
205 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
206     "Use the VM system for directory writes");
207 long runningbufspace;
208 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
209     "Amount of presently outstanding async buffer io");
210 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
211     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
212 static counter_u64_t bufkvaspace;
213 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
214     "Kernel virtual memory used for buffers");
215 static long maxbufspace;
216 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
217     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
218     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
219     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
220 static long bufmallocspace;
221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
222     "Amount of malloced memory for buffers");
223 static long maxbufmallocspace;
224 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
225     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
226 static long lobufspace;
227 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
228     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
229     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
230     "Minimum amount of buffers we want to have");
231 long hibufspace;
232 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
233     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
234     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
235     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
236 long bufspacethresh;
237 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
238     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
239     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
240     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
241 static counter_u64_t buffreekvacnt;
242 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
243     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
244 static counter_u64_t bufdefragcnt;
245 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
246     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
247 static long lorunningspace;
248 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
249     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
250     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
251 static long hirunningspace;
252 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
253     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
254     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
255 int dirtybufferflushes;
256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
257     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
258 int bdwriteskip;
259 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
260     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
261 int altbufferflushes;
262 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
263     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
264 static int recursiveflushes;
265 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
266     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
267 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
268 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
269     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
270     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
271 static int lodirtybuffers;
272 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
273     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
274     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
275     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
276 static int hidirtybuffers;
277 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
278     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
279     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
280     "When the number of dirty buffers is considered severe");
281 int dirtybufthresh;
282 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
283     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
284     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
285     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
286 static int numfreebuffers;
287 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
288     "Number of free buffers");
289 static int lofreebuffers;
290 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
291     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
292     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
293    "Target number of free buffers");
294 static int hifreebuffers;
295 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
296     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
297     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
298    "Threshold for clean buffer recycling");
299 static counter_u64_t getnewbufcalls;
300 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
301    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
302 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
303 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
304     &getnewbufrestarts,
305     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
306 static counter_u64_t mappingrestarts;
307 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
308     &mappingrestarts,
309     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
310     "unmapped buffer");
311 static counter_u64_t numbufallocfails;
312 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
313     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
314 static int flushbufqtarget = 100;
315 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
316     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
317 static counter_u64_t notbufdflushes;
318 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
319     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
320 static long barrierwrites;
321 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
322     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
323 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
324     &unmapped_buf_allowed, 0,
325     "Permit the use of the unmapped i/o");
326 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
327 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
328     "Maximum size of a buffer cache block");
329
330 /*
331  * This lock synchronizes access to bd_request.
332  */
333 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
334
335 /*
336  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
337  * waitrunningbufspace().
338  */
339 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
340
341 /*
342  * Lock that protects bdirtywait.
343  */
344 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
345
346 /*
347  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
348  */
349 static bool bd_shutdown;
350
351 /*
352  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
353  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
354  * is idling.
355  */
356 static int bd_request;
357
358 /*
359  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
360  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
361  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
362  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
363  */
364 static int bd_speedupreq;
365
366 /*
367  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
368  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
369  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
370  */
371 static int runningbufreq;
372
373 /*
374  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
375  */
376 static int bdirtywait;
377
378 /*
379  * Definitions for the buffer free lists.
380  */
381 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
382 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
383 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
384 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
385 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
386
387 /* Maximum number of buffer domains. */
388 #define BUF_DOMAINS     8
389
390 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
391 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
392
393 /* Configured number of clean queues. */
394 static int __read_mostly buf_domains;
395
396 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
397 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
398 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
399
400 /*
401  * per-cpu empty buffer cache.
402  */
403 uma_zone_t buf_zone;
404
405 static int
406 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
407 {
408         long value;
409         int error;
410
411         value = *(long *)arg1;
412         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
413         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
414                 return (error);
415         mtx_lock(&rbreqlock);
416         if (arg1 == &hirunningspace) {
417                 if (value < lorunningspace)
418                         error = EINVAL;
419                 else
420                         hirunningspace = value;
421         } else {
422                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
423                     ("%s: unknown arg1", __func__));
424                 if (value > hirunningspace)
425                         error = EINVAL;
426                 else
427                         lorunningspace = value;
428         }
429         mtx_unlock(&rbreqlock);
430         return (error);
431 }
432
433 static int
434 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
435 {
436         int error;
437         int value;
438         int i;
439
440         value = *(int *)arg1;
441         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
442         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
443                 return (error);
444         *(int *)arg1 = value;
445         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
446                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
447                     value / buf_domains;
448
449         return (error);
450 }
451
452 static int
453 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
454 {
455         long value;
456         int error;
457         int i;
458
459         value = *(long *)arg1;
460         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
461         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
462                 return (error);
463         *(long *)arg1 = value;
464         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
465                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
466                     value / buf_domains;
467
468         return (error);
469 }
470
471 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
472     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
473 static int
474 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
475 {
476         long lvalue;
477         int ivalue;
478         int i;
479
480         lvalue = 0;
481         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
482                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
483         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
484                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
485         if (lvalue > INT_MAX)
486                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
487                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
488         ivalue = lvalue;
489         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
490 }
491 #else
492 static int
493 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
494 {
495         long lvalue;
496         int i;
497
498         lvalue = 0;
499         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
500                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
501         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
502 }
503 #endif
504
505 static int
506 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
507 {
508         int value;
509         int i;
510
511         value = 0;
512         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
513                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
514         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
515 }
516
517 /*
518  *      bdirtywakeup:
519  *
520  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
521  */
522 static void
523 bdirtywakeup(void)
524 {
525         mtx_lock(&bdirtylock);
526         if (bdirtywait) {
527                 bdirtywait = 0;
528                 wakeup(&bdirtywait);
529         }
530         mtx_unlock(&bdirtylock);
531 }
532
533 /*
534  *      bd_clear:
535  *
536  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
537  *      is decremented.
538  */
539 static void
540 bd_clear(struct bufdomain *bd)
541 {
542
543         mtx_lock(&bdirtylock);
544         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
545                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
546         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
547                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
548         mtx_unlock(&bdirtylock);
549 }
550
551 /*
552  *      bd_set:
553  *
554  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
555  *      is incremented.
556  */
557 static void
558 bd_set(struct bufdomain *bd)
559 {
560
561         mtx_lock(&bdirtylock);
562         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
563                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
564         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
565                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
566         mtx_unlock(&bdirtylock);
567 }
568
569 /*
570  *      bdirtysub:
571  *
572  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
573  *      threads blocked in bwillwrite().
574  */
575 static void
576 bdirtysub(struct buf *bp)
577 {
578         struct bufdomain *bd;
579         int num;
580
581         bd = bufdomain(bp);
582         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
583         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
584                 bdirtywakeup();
585         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
586                 bd_clear(bd);
587 }
588
589 /*
590  *      bdirtyadd:
591  *
592  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
593  *      daemon if needed.
594  */
595 static void
596 bdirtyadd(struct buf *bp)
597 {
598         struct bufdomain *bd;
599         int num;
600
601         /*
602          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
603          * buf daemon will keep running until the condition clears.
604          */
605         bd = bufdomain(bp);
606         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
607         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
608                 bd_wakeup();
609         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
610                 bd_set(bd);
611 }
612
613 /*
614  *      bufspace_daemon_wakeup:
615  *
616  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
617  */
618 static void
619 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
620 {
621
622         /*
623          * avoid the lock if the daemon is running.
624          */
625         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
626                 BD_RUN_LOCK(bd);
627                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
628                 wakeup(&bd->bd_running);
629                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
630         }
631 }
632
633 /*
634  *      bufspace_adjust:
635  *
636  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
637  *      waking any waiters.
638  */
639 static void
640 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
641 {
642         struct bufdomain *bd;
643         long space;
644         int diff;
645
646         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
647             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
648         bd = bufdomain(bp);
649         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
650         if (diff < 0) {
651                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
652         } else if (diff > 0) {
653                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
654                 /* Wake up the daemon on the transition. */
655                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
656                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
657                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
658         }
659         bp->b_bufsize = bufsize;
660 }
661
662 /*
663  *      bufspace_reserve:
664  *
665  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
666  *      different space limit than data.
667  */
668 static int
669 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
670 {
671         long limit, new;
672         long space;
673
674         if (metadata)
675                 limit = bd->bd_maxbufspace;
676         else
677                 limit = bd->bd_hibufspace;
678         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
679         new = space + size;
680         if (new > limit) {
681                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
682                 return (ENOSPC);
683         }
684
685         /* Wake up the daemon on the transition. */
686         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
687                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
688
689         return (0);
690 }
691
692 /*
693  *      bufspace_release:
694  *
695  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
696  */
697 static void
698 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
699 {
700
701         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
702 }
703
704 /*
705  *      bufspace_wait:
706  *
707  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
708  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
709  *      operation must be re-tried on return.
710  */
711 static void
712 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
713     int slpflag, int slptimeo)
714 {
715         struct thread *td;
716         int error, fl, norunbuf;
717
718         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
719                 return;
720
721         td = curthread;
722         BD_LOCK(bd);
723         while (bd->bd_wanted) {
724                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
725                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
726                         BD_UNLOCK(bd);
727                         /*
728                          * getblk() is called with a vnode locked, and
729                          * some majority of the dirty buffers may as
730                          * well belong to the vnode.  Flushing the
731                          * buffers there would make a progress that
732                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
733                          * cannot lock the vnode.
734                          */
735                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
736                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
737
738                         /*
739                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
740                          * may be called while the thread owns lock
741                          * for another dirty buffer for the same
742                          * vnode, which makes it impossible to use
743                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
744                          * recursion.
745                          */
746                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
747                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
748                         td->td_pflags &= norunbuf;
749                         BD_LOCK(bd);
750                         if (fl != 0)
751                                 continue;
752                         if (bd->bd_wanted == 0)
753                                 break;
754                 }
755                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
756                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
757                 if (error != 0)
758                         break;
759         }
760         BD_UNLOCK(bd);
761 }
762
763 static void
764 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
765 {
766         struct bufdomain *bd = arg;
767         int error;
768
769         if (KERNEL_PANICKED())
770                 return;
771
772         BD_RUN_LOCK(bd);
773         bd->bd_shutdown = true;
774         wakeup(&bd->bd_running);
775         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
776             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
777         BD_RUN_UNLOCK(bd);
778         if (error != 0)
779                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
780 }
781
782 /*
783  *      bufspace_daemon:
784  *
785  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
786  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
787  *      block nor work to reclaim buffers.
788  */
789 static void
790 bufspace_daemon(void *arg)
791 {
792         struct bufdomain *bd = arg;
793
794         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
795             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
796
797         BD_RUN_LOCK(bd);
798         while (!bd->bd_shutdown) {
799                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
800
801                 /*
802                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
803                  * targets.
804                  *
805                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
806                  * when some free buffer headers and space are always
807                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
808                  * the excessive blocking and synchronization associated
809                  * with shortfall.  It goes through three phases according
810                  * demand:
811                  *
812                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
813                  *      during idle periods when the counters are below
814                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
815                  *
816                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
817                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
818                  *      slightly according to the rate of consumption and
819                  *      release.
820                  *
821                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
822                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
823                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
824                  *      until we return to condition 2.
825                  */
826                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
827                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
828                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
829                                 if (bd_flushall(bd))
830                                         continue;
831                                 /*
832                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
833                                  * buffers.  This is possible in particular
834                                  * because softdep may held many bufs locked
835                                  * pending writes to other bufs which are
836                                  * marked for delayed write, exhausting
837                                  * clean space until they are written.
838                                  */
839                                 bd_speedup();
840                                 BD_LOCK(bd);
841                                 if (bd->bd_wanted) {
842                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
843                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
844                                 } else
845                                         BD_UNLOCK(bd);
846                         }
847                         maybe_yield();
848                 }
849
850                 /*
851                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
852                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
853                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
854                  * freebuffers prior to checking bd_running.
855                  */
856                 BD_RUN_LOCK(bd);
857                 if (bd->bd_shutdown)
858                         break;
859                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
860                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
861                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
862                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
863                             PRIBIO, "-", hz);
864                 } else {
865                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
866                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
867                 }
868         }
869         wakeup(&bd->bd_shutdown);
870         BD_RUN_UNLOCK(bd);
871         kthread_exit();
872 }
873
874 /*
875  *      bufmallocadjust:
876  *
877  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
878  *      waking any waiters.
879  */
880 static void
881 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
882 {
883         int diff;
884
885         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
886             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
887         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
888         if (diff < 0)
889                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
890         else
891                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
892         bp->b_bufsize = bufsize;
893 }
894
895 /*
896  *      runningwakeup:
897  *
898  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
899  *      below lorunningspace.
900  */
901 static void
902 runningwakeup(void)
903 {
904
905         mtx_lock(&rbreqlock);
906         if (runningbufreq) {
907                 runningbufreq = 0;
908                 wakeup(&runningbufreq);
909         }
910         mtx_unlock(&rbreqlock);
911 }
912
913 /*
914  *      runningbufwakeup:
915  *
916  *      Decrement the outstanding write count according.
917  */
918 void
919 runningbufwakeup(struct buf *bp)
920 {
921         long space, bspace;
922
923         bspace = bp->b_runningbufspace;
924         if (bspace == 0)
925                 return;
926         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
927         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
928             space, bspace));
929         bp->b_runningbufspace = 0;
930         /*
931          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
932          * the threshold to falling below it.
933          */
934         if (space < lorunningspace)
935                 return;
936         if (space - bspace > lorunningspace)
937                 return;
938         runningwakeup();
939 }
940
941 /*
942  *      waitrunningbufspace()
943  *
944  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
945  *      running.  This routine is used in async-write situations to
946  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
947  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
948  *
949  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
950  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
951  *      caller's write has reached the device.
952  */
953 void
954 waitrunningbufspace(void)
955 {
956
957         mtx_lock(&rbreqlock);
958         while (runningbufspace > hirunningspace) {
959                 runningbufreq = 1;
960                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
961         }
962         mtx_unlock(&rbreqlock);
963 }
964
965 /*
966  *      vfs_buf_test_cache:
967  *
968  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
969  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
970  *      valid data.
971  */
972 static __inline void
973 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
974     vm_offset_t size, vm_page_t m)
975 {
976
977         /*
978          * This function and its results are protected by higher level
979          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
980          * validate pages.
981          */
982         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
983                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
984                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
985                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
986         }
987 }
988
989 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
990 static void
991 bd_wakeup(void)
992 {
993
994         mtx_lock(&bdlock);
995         if (bd_request == 0) {
996                 bd_request = 1;
997                 wakeup(&bd_request);
998         }
999         mtx_unlock(&bdlock);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1004  */
1005 static void
1006 maxbcachebuf_adjust(void)
1007 {
1008         int i;
1009
1010         /*
1011          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1012          */
1013         i = 2;
1014         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1015                 i *= 2;
1016         maxbcachebuf = i;
1017         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1018                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1019         if (maxbcachebuf > maxphys)
1020                 maxbcachebuf = maxphys;
1021         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1022                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1027  */
1028 void
1029 bd_speedup(void)
1030 {
1031         int needwake;
1032
1033         mtx_lock(&bdlock);
1034         needwake = 0;
1035         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1036                 needwake = 1;
1037         bd_speedupreq = 1;
1038         bd_request = 1;
1039         if (needwake)
1040                 wakeup(&bd_request);
1041         mtx_unlock(&bdlock);
1042 }
1043
1044 #ifdef __i386__
1045 #define TRANSIENT_DENOM 5
1046 #else
1047 #define TRANSIENT_DENOM 10
1048 #endif
1049
1050 /*
1051  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1052  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1053  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1054  * being reserved at this time.
1055  */
1056 caddr_t
1057 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1058 {
1059         int tuned_nbuf;
1060         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1061
1062         /*
1063          * With KASAN or KMSAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for
1064          * this when sizing maps based on the amount of physical memory
1065          * available.
1066          */
1067 #if defined(KASAN)
1068         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1069             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1070 #elif defined(KMSAN)
1071         physmem_est /= 3;
1072
1073         /*
1074          * KMSAN cannot reliably determine whether buffer data is initialized
1075          * unless it is updated through a KVA mapping.
1076          */
1077         unmapped_buf_allowed = 0;
1078 #endif
1079
1080         /*
1081          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1082          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1083          */
1084         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1085
1086         maxbcachebuf_adjust();
1087         /*
1088          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1089          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1090          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1091          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1092          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1093          * maxbcache bytes.
1094          *
1095          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1096          */
1097         if (nbuf == 0) {
1098                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1099
1100                 nbuf = 50;
1101                 if (physmem_est > 4096)
1102                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1103                             65536 / factor);
1104                 if (physmem_est > 65536)
1105                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1106                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1107
1108                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1109                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1110                 tuned_nbuf = 1;
1111         } else
1112                 tuned_nbuf = 0;
1113
1114         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1115         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1116         if (nbuf > maxbuf) {
1117                 if (!tuned_nbuf)
1118                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1119                             maxbuf);
1120                 nbuf = maxbuf;
1121         }
1122
1123         /*
1124          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1125          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1126          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1127          *
1128          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1129          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1130          * maximum buffer map extent on the platform.
1131          *
1132          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1133          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1134          * with ample KVA space.
1135          */
1136         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1137                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1138                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1139                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1140                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1141                         /*
1142                          * There is more KVA than memory.  Do not
1143                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1144                          * of maxbuf to transient map.
1145                          */
1146                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1147                 } else {
1148                         /*
1149                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1150                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1151                          * the buffer map to the transient bio map.
1152                          */
1153                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1154                         buf_sz -= biotmap_sz;
1155                 }
1156                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1157                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1158                 else
1159                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1160                 /*
1161                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1162                  * using the transient mapping.
1163                  */
1164                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1165                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1166                 if (tuned_nbuf)
1167                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1168         }
1169
1170         if (nswbuf == 0) {
1171                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1172                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1173                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1174         }
1175
1176         /*
1177          * Reserve space for the buffer cache buffers
1178          */
1179         buf = (char *)v;
1180         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1181             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1182
1183         return (v);
1184 }
1185
1186 /*
1187  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1188  * references.
1189  */
1190 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1191
1192 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1193 void
1194 bufinit(void)
1195 {
1196         struct buf *bp;
1197         int i;
1198
1199         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1200             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1201             MAXBSIZE));
1202         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1203         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1204         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1205         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1206
1207         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1208
1209         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1210         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1211                 bp = nbufp(i);
1212                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1213                 bp->b_flags = B_INVAL;
1214                 bp->b_rcred = NOCRED;
1215                 bp->b_wcred = NOCRED;
1216                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1217                 bp->b_domain = -1;
1218                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1219                 bp->b_xflags = 0;
1220                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1221                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1222                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1223                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1224         }
1225
1226         /*
1227          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1228          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1229          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1230          * used by most other requests.  The differential is required to 
1231          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1232          *
1233          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1234          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1235          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1236          * PAGE_SIZE.
1237          */
1238         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1239         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1240         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1241         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1242
1243         /*
1244          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1245          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1246          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1247          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1248          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1249          * hirunningspace.
1250          */
1251         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1252             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1253         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1254
1255         /*
1256          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1257          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1258          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1259          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1260          * average (small) directories.
1261          */
1262         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1263
1264         /*
1265          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1266          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1267          */
1268         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1269         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1270         /*
1271          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1272          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1273          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1274          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1275          */
1276         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1277                 hidirtybuffers >>= 1;
1278         }
1279         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1280
1281         /*
1282          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1283          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1284          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1285          * on other cpus.
1286          *
1287          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1288          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1289          */
1290         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1291         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1292         numfreebuffers = nbuf;
1293
1294         /* Setup the kva and free list allocators. */
1295         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1296         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1297             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1298             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1299
1300         /*
1301          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1302          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1303          * concurrency but less accurate LRU.
1304          */
1305         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1306         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1307                 struct bufdomain *bd;
1308
1309                 bd = &bdomain[i];
1310                 bd_init(bd);
1311                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1312                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1313                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1314                 bd->bd_bufspace = 0;
1315                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1316                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1317                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1318                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1319                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1320                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1321                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1322                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1323                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1324                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1325         }
1326         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1327         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1328         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1329         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1330         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1331         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1332         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1333         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1334 }
1335
1336 #ifdef INVARIANTS
1337 static inline void
1338 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1339 {
1340
1341         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1342             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1343         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1344             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1345         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1346             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1347 }
1348
1349 static inline void
1350 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1351 {
1352
1353         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1354             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1355 }
1356
1357 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1358 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1359 #else
1360 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1361 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1362 #endif
1363
1364 static int
1365 isbufbusy(struct buf *bp)
1366 {
1367         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1368             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1369                 return (1);
1370         return (0);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1375  */
1376 void
1377 bufshutdown(int show_busybufs)
1378 {
1379         static int first_buf_printf = 1;
1380         struct buf *bp;
1381         int i, iter, nbusy, pbusy;
1382 #ifndef PREEMPTION
1383         int subiter;
1384 #endif
1385
1386         /*
1387          * Sync filesystems for shutdown
1388          */
1389         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1390         kern_sync(curthread);
1391
1392         /*
1393          * With soft updates, some buffers that are
1394          * written will be remarked as dirty until other
1395          * buffers are written.
1396          */
1397         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1398                 nbusy = 0;
1399                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1400                         bp = nbufp(i);
1401                         if (isbufbusy(bp))
1402                                 nbusy++;
1403                 }
1404                 if (nbusy == 0) {
1405                         if (first_buf_printf)
1406                                 printf("All buffers synced.");
1407                         break;
1408                 }
1409                 if (first_buf_printf) {
1410                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1411                         first_buf_printf = 0;
1412                 }
1413                 printf("%d ", nbusy);
1414                 if (nbusy < pbusy)
1415                         iter = 0;
1416                 pbusy = nbusy;
1417
1418                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1419                 kern_sync(curthread);
1420
1421 #ifdef PREEMPTION
1422                 /*
1423                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1424                  */
1425                 DELAY(50000 * iter);
1426 #else
1427                 /*
1428                  * Context switch several times to allow interrupt
1429                  * threads to run.
1430                  */
1431                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1432                         sched_relinquish(curthread);
1433                         DELAY(1000);
1434                 }
1435 #endif
1436         }
1437         printf("\n");
1438         /*
1439          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1440          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1441          */
1442         nbusy = 0;
1443         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1444                 bp = nbufp(i);
1445                 if (isbufbusy(bp)) {
1446 #if 0
1447 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1448                         if (bp->b_dev == NULL) {
1449                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1450                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1451                                 continue;
1452                         }
1453 #endif
1454                         nbusy++;
1455                         if (show_busybufs > 0) {
1456                                 printf(
1457             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1458                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1459                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1460                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1461                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1462                                 if (show_busybufs > 1)
1463                                         vn_printf(bp->b_vp,
1464                                             "vnode content: ");
1465                         }
1466                 }
1467         }
1468         if (nbusy) {
1469                 /*
1470                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1471                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1472                  */
1473                 BOOTTRACE("shutdown failed to sync buffers");
1474                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1475                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1476                 swapoff_all();
1477         } else {
1478                 BOOTTRACE("shutdown sync complete");
1479                 if (!first_buf_printf)
1480                         printf("Final sync complete\n");
1481
1482                 /*
1483                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1484                  * the system as much as possible.  In particular, no
1485                  * I/O should be initiated from top levels since it
1486                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1487                  * erronously handled because other parts of the
1488                  * system are disabled.
1489                  *
1490                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1491                  * non-operational after unmount of the underlying
1492                  * filesystem.
1493                  */
1494                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1495                         swapoff_all();
1496                         vfs_unmountall();
1497                 }
1498                 BOOTTRACE("shutdown unmounted all filesystems");
1499         }
1500         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1501 }
1502
1503 static void
1504 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1505 {
1506
1507         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1508
1509         /*
1510          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1511          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1512          */
1513         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1514         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1515         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1516             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1517 }
1518
1519 static inline struct bufdomain *
1520 bufdomain(struct buf *bp)
1521 {
1522
1523         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1524 }
1525
1526 static struct bufqueue *
1527 bufqueue(struct buf *bp)
1528 {
1529
1530         switch (bp->b_qindex) {
1531         case QUEUE_NONE:
1532                 /* FALLTHROUGH */
1533         case QUEUE_SENTINEL:
1534                 return (NULL);
1535         case QUEUE_EMPTY:
1536                 return (&bqempty);
1537         case QUEUE_DIRTY:
1538                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1539         case QUEUE_CLEAN:
1540                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1541         default:
1542                 break;
1543         }
1544         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1549  */
1550 static struct bufqueue *
1551 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1552 {
1553         struct bufqueue *bq, *nbq;
1554
1555         /*
1556          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1557          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1558          * if the queues don't match.
1559          */
1560         bq = bufqueue(bp);
1561         BQ_LOCK(bq);
1562         for (;;) {
1563                 nbq = bufqueue(bp);
1564                 if (bq == nbq)
1565                         break;
1566                 BQ_UNLOCK(bq);
1567                 BQ_LOCK(nbq);
1568                 bq = nbq;
1569         }
1570         return (bq);
1571 }
1572
1573 /*
1574  *      binsfree:
1575  *
1576  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1577  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1578  */
1579 static void
1580 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1581 {
1582         struct bufdomain *bd;
1583         struct bufqueue *bq;
1584
1585         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1586             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1587         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1588
1589         /*
1590          * Handle delayed bremfree() processing.
1591          */
1592         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1593                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1594                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1595                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1596                         BUF_UNLOCK(bp);
1597                         return;
1598                 }
1599                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1600                 bq_remove(bq, bp);
1601                 BQ_UNLOCK(bq);
1602         }
1603         bd = bufdomain(bp);
1604         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1605                 if (bd->bd_lim != 0)
1606                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1607                 else
1608                         bq = bd->bd_cleanq;
1609         } else
1610                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1611         bq_insert(bq, bp, true);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * buf_free:
1616  *
1617  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1618  */
1619 static void
1620 buf_free(struct buf *bp)
1621 {
1622
1623         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1624                 bremfreef(bp);
1625         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1626                 panic("losing buffer 1");
1627         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1628                 crfree(bp->b_rcred);
1629                 bp->b_rcred = NOCRED;
1630         }
1631         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1632                 crfree(bp->b_wcred);
1633                 bp->b_wcred = NOCRED;
1634         }
1635         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1636                 buf_deallocate(bp);
1637         bufkva_free(bp);
1638         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1639         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1640         BUF_UNLOCK(bp);
1641         uma_zfree(buf_zone, bp);
1642 }
1643
1644 /*
1645  * buf_import:
1646  *
1647  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1648  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1649  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1650  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1651  */
1652 static int
1653 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1654 {
1655         struct buf *bp;
1656         int i;
1657
1658         BQ_LOCK(&bqempty);
1659         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1660                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1661                 if (bp == NULL)
1662                         break;
1663                 bq_remove(&bqempty, bp);
1664                 store[i] = bp;
1665         }
1666         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1667
1668         return (i);
1669 }
1670
1671 /*
1672  * buf_release:
1673  *
1674  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1675  */
1676 static void
1677 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1678 {
1679         struct bufqueue *bq;
1680         struct buf *bp;
1681         int i;
1682
1683         bq = &bqempty;
1684         BQ_LOCK(bq);
1685         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1686                 bp = store[i];
1687                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1688                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1689                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1690                 bq->bq_len++;
1691                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1692         }
1693         BQ_UNLOCK(bq);
1694 }
1695
1696 /*
1697  * buf_alloc:
1698  *
1699  *      Allocate an empty buffer header.
1700  */
1701 static struct buf *
1702 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1703 {
1704         struct buf *bp;
1705         int freebufs, error;
1706
1707         /*
1708          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1709          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1710          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1711          */
1712         bp = NULL;
1713         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1714         if (freebufs > 0)
1715                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1716         if (bp == NULL) {
1717                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1718                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1719                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1720                 return (NULL);
1721         }
1722         /*
1723          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1724          */
1725         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1726                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1727
1728         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1729         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1730             error));
1731         (void)error;
1732
1733         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1734             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1735         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1736             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1737         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1738             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1739         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1740             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1741         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1742         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1743         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1744
1745         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1746         bp->b_flags = 0;
1747         bp->b_ioflags = 0;
1748         bp->b_xflags = 0;
1749         bp->b_vflags = 0;
1750         bp->b_vp = NULL;
1751         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1752         bp->b_offset = NOOFFSET;
1753         bp->b_iodone = 0;
1754         bp->b_error = 0;
1755         bp->b_resid = 0;
1756         bp->b_bcount = 0;
1757         bp->b_npages = 0;
1758         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1759         bp->b_bufobj = NULL;
1760         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1761         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1762         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1763         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1764         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1765
1766         return (bp);
1767 }
1768
1769 /*
1770  *      buf_recycle:
1771  *
1772  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1773  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1774  *      defragmenting.
1775  */
1776 static int
1777 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1778 {
1779         struct bufqueue *bq;
1780         struct buf *bp, *nbp;
1781
1782         if (kva)
1783                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1784         nbp = NULL;
1785         bq = bd->bd_cleanq;
1786         BQ_LOCK(bq);
1787         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1788             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1789         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1790
1791         /*
1792          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1793          * depending.
1794          */
1795         while ((bp = nbp) != NULL) {
1796                 /*
1797                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1798                  * release the bqlock).
1799                  */
1800                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1801
1802                 /*
1803                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1804                  * some kva to reclaim.
1805                  */
1806                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1807                         continue;
1808
1809                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1810                         continue;
1811
1812                 /*
1813                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1814                  * accessed buffers.
1815                  */
1816                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1817                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1818                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1819                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1820                         BUF_UNLOCK(bp);
1821                         continue;
1822                 }
1823
1824                 /*
1825                  * Skip buffers with background writes in progress.
1826                  */
1827                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1828                         BUF_UNLOCK(bp);
1829                         continue;
1830                 }
1831
1832                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1833                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1834                     bp->b_qindex, bp));
1835                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1836                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1837                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1838                 /*
1839                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1840                  * the scan from this point on.
1841                  */
1842                 bq_remove(bq, bp);
1843                 BQ_UNLOCK(bq);
1844
1845                 /*
1846                  * Requeue the background write buffer with error and
1847                  * restart the scan.
1848                  */
1849                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1850                         bqrelse(bp);
1851                         BQ_LOCK(bq);
1852                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1853                         continue;
1854                 }
1855                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1856                 brelse(bp);
1857                 return (0);
1858         }
1859         bd->bd_wanted = 1;
1860         BQ_UNLOCK(bq);
1861
1862         return (ENOBUFS);
1863 }
1864
1865 /*
1866  *      bremfree:
1867  *
1868  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1869  *
1870  */
1871 void
1872 bremfree(struct buf *bp)
1873 {
1874
1875         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1876         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1877             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1878         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1879             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1880         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1881
1882         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1883 }
1884
1885 /*
1886  *      bremfreef:
1887  *
1888  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1889  *      it abuses the b_freelist pointer.
1890  */
1891 void
1892 bremfreef(struct buf *bp)
1893 {
1894         struct bufqueue *bq;
1895
1896         bq = bufqueue_acquire(bp);
1897         bq_remove(bq, bp);
1898         BQ_UNLOCK(bq);
1899 }
1900
1901 static void
1902 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1903 {
1904
1905         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1906         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1907         bq->bq_len = 0;
1908         bq->bq_index = qindex;
1909         bq->bq_subqueue = subqueue;
1910 }
1911
1912 static void
1913 bd_init(struct bufdomain *bd)
1914 {
1915         int i;
1916
1917         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1918         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1919         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1920         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1921                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1922                     "bufq clean subqueue lock");
1923         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1924 }
1925
1926 /*
1927  *      bq_remove:
1928  *
1929  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1930  *      correct qlock held.
1931  */
1932 static void
1933 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1934 {
1935
1936         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1937             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1938         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1939             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1940         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1941             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1942
1943         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1944         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1945                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1946         }
1947         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1948             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1949         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1950         bq->bq_len--;
1951         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1952         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1953 }
1954
1955 static void
1956 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1957 {
1958         struct buf *bp;
1959
1960         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1961         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1962                 BD_LOCK(bd);
1963                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1964                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1965                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1966                             b_freelist);
1967                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1968                 }
1969                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1970                 bq->bq_len = 0;
1971         }
1972         if (bd->bd_wanted) {
1973                 bd->bd_wanted = 0;
1974                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1975         }
1976         if (bq != bd->bd_cleanq)
1977                 BD_UNLOCK(bd);
1978 }
1979
1980 static int
1981 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1982 {
1983         struct bufqueue *bq;
1984         int flushed;
1985         int i;
1986
1987         if (bd->bd_lim == 0)
1988                 return (0);
1989         flushed = 0;
1990         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1991                 bq = &bd->bd_subq[i];
1992                 if (bq->bq_len == 0)
1993                         continue;
1994                 BQ_LOCK(bq);
1995                 bd_flush(bd, bq);
1996                 BQ_UNLOCK(bq);
1997                 flushed++;
1998         }
1999
2000         return (flushed);
2001 }
2002
2003 static void
2004 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
2005 {
2006         struct bufdomain *bd;
2007
2008         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2009                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2010
2011         bd = bufdomain(bp);
2012         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2013                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2014                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2015                         bq = bd->bd_cleanq;
2016                 BQ_LOCK(bq);
2017                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2018         } else {
2019                 BQ_LOCK(bq);
2020                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2021         }
2022         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2023         bq->bq_len++;
2024         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2025         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2026
2027         /*
2028          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2029          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2030          */
2031         if (unlock)
2032                 BUF_UNLOCK(bp);
2033
2034         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2035                 /*
2036                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2037                  */
2038                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2039                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2040                         bd_flush(bd, bq);
2041         }
2042         BQ_UNLOCK(bq);
2043 }
2044
2045 /*
2046  *      bufkva_free:
2047  *
2048  *      Free the kva allocation for a buffer.
2049  *
2050  */
2051 static void
2052 bufkva_free(struct buf *bp)
2053 {
2054
2055 #ifdef INVARIANTS
2056         if (bp->b_kvasize == 0) {
2057                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2058                     bp->b_data == unmapped_buf,
2059                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2060         } else if (buf_mapped(bp))
2061                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2062         else
2063                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2064 #endif
2065         if (bp->b_kvasize == 0)
2066                 return;
2067
2068         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2069         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2070         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2071         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2072         bp->b_kvasize = 0;
2073 }
2074
2075 /*
2076  *      bufkva_alloc:
2077  *
2078  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2079  */
2080 static int
2081 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2082 {
2083         vm_offset_t addr;
2084         int error;
2085
2086         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2087             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2088         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2089         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2090             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2091
2092         bufkva_free(bp);
2093
2094         addr = 0;
2095         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2096         if (error != 0) {
2097                 /*
2098                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2099                  * to defragment the map.
2100                  */
2101                 return (error);
2102         }
2103         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2104         bp->b_kvasize = maxsize;
2105         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2106         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2107                 bp->b_data = unmapped_buf;
2108                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2109         } else {
2110                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2111                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2112         }
2113         return (0);
2114 }
2115
2116 /*
2117  *      bufkva_reclaim:
2118  *
2119  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2120  *      callback that fires to avoid returning failure.
2121  */
2122 static void
2123 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2124 {
2125         bool done;
2126         int q;
2127         int i;
2128
2129         done = false;
2130         for (i = 0; i < 5; i++) {
2131                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2132                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2133                                 done = true;
2134                 if (done)
2135                         break;
2136         }
2137         return;
2138 }
2139
2140 /*
2141  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2142  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2143  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2144  */
2145 static void
2146 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2147     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2148 {
2149         struct buf *rabp;
2150         struct thread *td;
2151         int i;
2152
2153         td = curthread;
2154
2155         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2156                 if (inmem(vp, *rablkno))
2157                         continue;
2158                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2159                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2160                         brelse(rabp);
2161                         continue;
2162                 }
2163 #ifdef RACCT
2164                 if (racct_enable) {
2165                         PROC_LOCK(curproc);
2166                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2167                         PROC_UNLOCK(curproc);
2168                 }
2169 #endif /* RACCT */
2170                 td->td_ru.ru_inblock++;
2171                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2172                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2173                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2174                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2175                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2176                 }
2177                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2178                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2179                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2180                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2181                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2182                 BUF_KERNPROC(rabp);
2183                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2184                 bstrategy(rabp);
2185         }
2186 }
2187
2188 /*
2189  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2190  *
2191  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2192  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2193  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2194  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2195  *
2196  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2197  *
2198  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2199  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2200  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2201  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2202  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2203  * for blkno and dblkno.
2204  */
2205 int
2206 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2207     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2208     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2209 {
2210         struct buf *bp;
2211         struct thread *td;
2212         int error, readwait, rv;
2213
2214         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2215         td = curthread;
2216         /*
2217          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2218          * are specified.
2219          */
2220         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2221         if (error != 0) {
2222                 *bpp = NULL;
2223                 return (error);
2224         }
2225         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2226             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2227             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2228         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2229         *bpp = bp;
2230
2231         /*
2232          * If not found in cache, do some I/O
2233          */
2234         readwait = 0;
2235         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2236 #ifdef RACCT
2237                 if (racct_enable) {
2238                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2239                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2240                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2241                 }
2242 #endif /* RACCT */
2243                 td->td_ru.ru_inblock++;
2244                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2245                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2246                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2247                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2248                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2249                 }
2250                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2251                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2252                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2253                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2254                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2255                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2256                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2257                 bstrategy(bp);
2258                 ++readwait;
2259         }
2260
2261         /*
2262          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2263          */
2264         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2265
2266         rv = 0;
2267         if (readwait) {
2268                 rv = bufwait(bp);
2269                 if (rv != 0) {
2270                         brelse(bp);
2271                         *bpp = NULL;
2272                 }
2273         }
2274         return (rv);
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2279  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2280  * is invalid.
2281  *
2282  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2283  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2284  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2285  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2286  * here.
2287  */
2288 int
2289 bufwrite(struct buf *bp)
2290 {
2291         int oldflags;
2292         struct vnode *vp;
2293         long space;
2294         int vp_md;
2295
2296         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2297         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2298                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2299                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2300                 brelse(bp);
2301                 return (ENXIO);
2302         }
2303         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2304                 brelse(bp);
2305                 return (0);
2306         }
2307
2308         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2309                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2310
2311         oldflags = bp->b_flags;
2312
2313         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2314             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2315
2316         vp = bp->b_vp;
2317         if (vp)
2318                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2319         else
2320                 vp_md = 0;
2321
2322         /*
2323          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2324          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2325          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2326          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2327          */
2328         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2329         bundirty(bp);
2330
2331         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2332         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2333         bp->b_flags |= B_CACHE;
2334         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2335
2336         vfs_busy_pages(bp, 1);
2337
2338         /*
2339          * Normal bwrites pipeline writes
2340          */
2341         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2342         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2343
2344 #ifdef RACCT
2345         if (racct_enable) {
2346                 PROC_LOCK(curproc);
2347                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2348                 PROC_UNLOCK(curproc);
2349         }
2350 #endif /* RACCT */
2351         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2352         if (oldflags & B_ASYNC)
2353                 BUF_KERNPROC(bp);
2354         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2355         buf_track(bp, __func__);
2356         bstrategy(bp);
2357
2358         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2359                 int rtval = bufwait(bp);
2360                 brelse(bp);
2361                 return (rtval);
2362         } else if (space > hirunningspace) {
2363                 /*
2364                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2365                  * system.  We will not deadlock here because
2366                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2367                  * to complete. We do not block here if it is the update
2368                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2369                  * to deadlock.
2370                  */
2371                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2372                         waitrunningbufspace();
2373         }
2374
2375         return (0);
2376 }
2377
2378 void
2379 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2380 {
2381         struct buf *nbp;
2382         struct bufdomain *bd;
2383
2384         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2385         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2386                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2387                 altbufferflushes++;
2388         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2389                 BO_LOCK(bo);
2390                 /*
2391                  * Try to find a buffer to flush.
2392                  */
2393                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2394                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2395                             BUF_LOCK(nbp,
2396                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2397                                 continue;
2398                         if (bp == nbp)
2399                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2400                         BO_UNLOCK(bo);
2401                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2402                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2403                                 BO_LOCK(bo);
2404                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2405                                 continue;
2406                         }
2407                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2408                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2409                         } else {
2410                                 bremfree(nbp);
2411                                 bawrite(nbp);
2412                         }
2413                         dirtybufferflushes++;
2414                         break;
2415                 }
2416                 if (nbp == NULL)
2417                         BO_UNLOCK(bo);
2418         }
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2423  * anything if the buffer is marked invalid.
2424  *
2425  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2426  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2427  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2428  * out synchronously.
2429  */
2430 void
2431 bdwrite(struct buf *bp)
2432 {
2433         struct thread *td = curthread;
2434         struct vnode *vp;
2435         struct bufobj *bo;
2436
2437         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2438         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2439         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2440             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2441
2442         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2443                 brelse(bp);
2444                 return;
2445         }
2446
2447         /*
2448          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2449          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2450          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2451          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2452          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2453          */
2454         vp = bp->b_vp;
2455         bo = bp->b_bufobj;
2456         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2457                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2458                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2459                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2460         } else
2461                 recursiveflushes++;
2462
2463         bdirty(bp);
2464         /*
2465          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2466          * true even of NFS now.
2467          */
2468         bp->b_flags |= B_CACHE;
2469
2470         /*
2471          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2472          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2473          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2474          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2475          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2476          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2477          * the bmap then...  So, this is important to do.
2478          */
2479         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2480                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2481         }
2482
2483         buf_track(bp, __func__);
2484
2485         /*
2486          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2487          * pages.
2488          *
2489          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2490          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2491          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2492          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2493          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2494          * or perhaps the cluster will be completed.
2495          */
2496         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2497         bqrelse(bp);
2498
2499         /*
2500          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2501          * due to the softdep code.
2502          */
2503 }
2504
2505 /*
2506  *      bdirty:
2507  *
2508  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2509  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2510  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2511  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2512  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2513  *
2514  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2515  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2516  *      should only be called if the buffer is known-good.
2517  *
2518  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2519  *      count.
2520  *
2521  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2522  */
2523 void
2524 bdirty(struct buf *bp)
2525 {
2526
2527         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2528             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2529         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2530         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2531             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2532         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2533         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2534
2535         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2536                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2537                 reassignbuf(bp);
2538                 bdirtyadd(bp);
2539         }
2540 }
2541
2542 /*
2543  *      bundirty:
2544  *
2545  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2546  *
2547  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2548  *      count.
2549  *
2550  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2551  */
2552
2553 void
2554 bundirty(struct buf *bp)
2555 {
2556
2557         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2558         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2559         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2560             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2561
2562         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2563                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2564                 reassignbuf(bp);
2565                 bdirtysub(bp);
2566         }
2567         /*
2568          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2569          */
2570         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2571 }
2572
2573 /*
2574  *      bawrite:
2575  *
2576  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2577  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2578  *
2579  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2580  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2581  */
2582 void
2583 bawrite(struct buf *bp)
2584 {
2585
2586         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2587         (void) bwrite(bp);
2588 }
2589
2590 /*
2591  *      babarrierwrite:
2592  *
2593  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2594  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2595  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2596  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2597  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2598  */
2599 void
2600 babarrierwrite(struct buf *bp)
2601 {
2602
2603         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2604         (void) bwrite(bp);
2605 }
2606
2607 /*
2608  *      bbarrierwrite:
2609  *
2610  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2611  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2612  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2613  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2614  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2615  */
2616 int
2617 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2618 {
2619
2620         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2621         return (bwrite(bp));
2622 }
2623
2624 /*
2625  *      bwillwrite:
2626  *
2627  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2628  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2629  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2630  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2631  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2632  */
2633 void
2634 bwillwrite(void)
2635 {
2636
2637         if (buf_dirty_count_severe()) {
2638                 mtx_lock(&bdirtylock);
2639                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2640                         bdirtywait = 1;
2641                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2642                             "flswai", 0);
2643                 }
2644                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2645         }
2646 }
2647
2648 /*
2649  * Return true if we have too many dirty buffers.
2650  */
2651 int
2652 buf_dirty_count_severe(void)
2653 {
2654
2655         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2656 }
2657
2658 /*
2659  *      brelse:
2660  *
2661  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2662  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2663  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2664  */
2665 void
2666 brelse(struct buf *bp)
2667 {
2668         struct mount *v_mnt;
2669         int qindex;
2670
2671         /*
2672          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2673          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2674          */
2675         if (bp == NULL)
2676                 return;
2677         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2678             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2679         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2680             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2681         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2682             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2683
2684         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2685                 /*
2686                  * Do not process, in particular, do not handle the
2687                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2688                  */
2689                 BUF_UNLOCK(bp);
2690                 return;
2691         }
2692
2693         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2694                 bqrelse(bp);
2695                 return;
2696         }
2697
2698         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2699                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2700         } else {
2701                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2702                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2703         }
2704
2705         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2706                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2707                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2708                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2709                 bdirty(bp);
2710         }
2711
2712         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2713             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2714                 /*
2715                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2716                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2717                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2718                  * freed.
2719                  */
2720                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2721                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2722         }
2723
2724         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2725             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2726             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2727                 /*
2728                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2729                  * means the device is gone) are treated as being
2730                  * transient.
2731                  *
2732                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2733                  * contract with the local storage device drivers is that
2734                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2735                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2736                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2737                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2738                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2739                  * this entire case should be made obsolete through better
2740                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2741                  *
2742                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2743                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2744                  * to access the buffer to untangle them.
2745                  *
2746                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2747                  */
2748                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2749                 bdirty(bp);
2750         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2751             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2752                 /*
2753                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2754                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2755                  * no longer present.
2756                  */
2757                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2758                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2759                         buf_deallocate(bp);
2760                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2761                         bdirtysub(bp);
2762                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2763                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2764                         allocbuf(bp, 0);
2765                         if (bp->b_vp)
2766                                 brelvp(bp);
2767                 }
2768         }
2769
2770         /*
2771          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2772          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2773          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2774          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2775          * 
2776          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2777          * if B_DELWRI is set.
2778          */
2779         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2780                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2781
2782         /*
2783          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2784          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2785          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2786          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2787          *
2788          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2789          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2790          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2791          *
2792          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2793          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2794          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2795          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2796          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2797          * background write.
2798          */
2799
2800         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2801
2802         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2803             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2804             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2805             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2806                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2807                 allocbuf(bp, 0);
2808         }
2809
2810         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2811             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2812                 allocbuf(bp, 0);
2813                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2814                 if (bp->b_vp != NULL)
2815                         brelvp(bp);
2816         }
2817
2818         /*
2819          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2820          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2821          * doesn't find it.
2822          */
2823         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2824             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2825                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2826         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2827                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2828                         bundirty(bp);
2829                 if (bp->b_vp)
2830                         brelvp(bp);
2831         }
2832
2833         buf_track(bp, __func__);
2834
2835         /* buffers with no memory */
2836         if (bp->b_bufsize == 0) {
2837                 buf_free(bp);
2838                 return;
2839         }
2840         /* buffers with junk contents */
2841         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2842             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2843                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2844                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2845                         panic("losing buffer 2");
2846                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2847                 bp->b_flags |= B_AGE;
2848         /* remaining buffers */
2849         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2850                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2851         else
2852                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2853
2854         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2855                 panic("brelse: not dirty");
2856
2857         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2858         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2859         /* binsfree unlocks bp. */
2860         binsfree(bp, qindex);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2865  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2866  *
2867  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2868  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2869  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2870  * again soon.
2871  *
2872  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2873  */
2874 void
2875 bqrelse(struct buf *bp)
2876 {
2877         int qindex;
2878
2879         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2880         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2881             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2882
2883         qindex = QUEUE_NONE;
2884         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2885                 /* do not release to free list */
2886                 BUF_UNLOCK(bp);
2887                 return;
2888         }
2889         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2890         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2891
2892         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2893                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2894         } else {
2895                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2896                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2897         }
2898
2899         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2900                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2901                         bremfreef(bp);
2902                 goto out;
2903         }
2904
2905         /* buffers with stale but valid contents */
2906         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2907             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2908                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2909                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2910                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2911                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2912         } else {
2913                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2914                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2915                         panic("bqrelse: not dirty");
2916                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2917                         brelse(bp);
2918                         return;
2919                 }
2920                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2921         }
2922         buf_track(bp, __func__);
2923         /* binsfree unlocks bp. */
2924         binsfree(bp, qindex);
2925         return;
2926
2927 out:
2928         buf_track(bp, __func__);
2929         /* unlock */
2930         BUF_UNLOCK(bp);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2935  * restore bogus pages.
2936  */
2937 static void
2938 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2939 {
2940         vm_ooffset_t foff;
2941         vm_page_t m;
2942         vm_object_t obj;
2943         struct vnode *vp __unused;
2944         int i, iosize, resid;
2945         bool bogus;
2946
2947         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2948         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2949             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2950             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2951
2952         vp = bp->b_vp;
2953         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2954         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2955
2956         foff = bp->b_offset;
2957         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2958             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2959
2960         bogus = false;
2961         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2962         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2963                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2964                 if (resid > iosize)
2965                         resid = iosize;
2966
2967                 /*
2968                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2969                  */
2970                 m = bp->b_pages[i];
2971                 if (m == bogus_page) {
2972                         bogus = true;
2973                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2974                         if (m == NULL)
2975                                 panic("biodone: page disappeared!");
2976                         bp->b_pages[i] = m;
2977                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2978                         /*
2979                          * In the write case, the valid and clean bits are
2980                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2981                          * only need to do this here in the read case.
2982                          */
2983                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2984                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2985                             "has unexpected dirty bits", m));
2986                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2987                 }
2988                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2989                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2990                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2991
2992                 vm_page_sunbusy(m);
2993                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2994                 iosize -= resid;
2995         }
2996         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2997         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2998                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2999                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3000                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3001         }
3002 }
3003
3004 /*
3005  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
3006  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3007  */
3008 static void
3009 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3010 {
3011         vm_object_t obj;
3012         vm_page_t m;
3013         int flags, i, resid, poffset, presid;
3014
3015         if (buf_mapped(bp)) {
3016                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3017                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3018         } else
3019                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3020         /*
3021          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3022          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3023          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3024          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3025          *
3026          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3027          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3028          * m->dirty, etc...). 
3029          *
3030          * See man buf(9) for more information
3031          */
3032         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3033         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3034         resid = bp->b_bufsize;
3035         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3036         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3037         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3038                 m = bp->b_pages[i];
3039                 if (m == bogus_page)
3040                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3041                 bp->b_pages[i] = NULL;
3042
3043                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3044                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3045                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3046                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3047                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3048                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3049                 vm_page_sunbusy(m);
3050                 vm_page_release_locked(m, flags);
3051                 resid -= presid;
3052                 poffset = 0;
3053         }
3054         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3055         bp->b_npages = 0;
3056 }
3057
3058 /*
3059  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3060  */
3061 static void
3062 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3063 {
3064         vm_object_t obj;
3065         vm_page_t m;
3066         int flags, i;
3067
3068         if (bp->b_npages == desiredpages)
3069                 return;
3070
3071         if (buf_mapped(bp)) {
3072                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3073                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3074                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3075         } else
3076                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3077
3078         /*
3079          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3080          */
3081         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3082         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3083                 flags |= VPR_TRYFREE;
3084                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3085                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3086         } else {
3087                 obj = NULL;
3088         }
3089         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3090                 m = bp->b_pages[i];
3091                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3092                 bp->b_pages[i] = NULL;
3093                 if (obj != NULL)
3094                         vm_page_release_locked(m, flags);
3095                 else
3096                         vm_page_release(m, flags);
3097         }
3098         if (obj != NULL)
3099                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3100         bp->b_npages = desiredpages;
3101 }
3102
3103 /*
3104  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3105  */
3106 static void
3107 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3108 {
3109         /*
3110          * We are growing the buffer, possibly in a 
3111          * byte-granular fashion.
3112          */
3113         vm_object_t obj;
3114         vm_offset_t toff;
3115         vm_offset_t tinc;
3116         vm_page_t m;
3117
3118         /*
3119          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3120          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3121          * are not valid for the range covered by the buffer.
3122          */
3123         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3124         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3125                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3126                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3127                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3128
3129                 /*
3130                  * We must allocate system pages since blocking
3131                  * here could interfere with paging I/O, no
3132                  * matter which process we are.
3133                  *
3134                  * Only exclusive busy can be tested here.
3135                  * Blocking on shared busy might lead to
3136                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3137                  * pages are vfs_busy_pages().
3138                  */
3139                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3140                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3141                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3142                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3143                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3144                 bp->b_npages = desiredpages;
3145         }
3146
3147         /*
3148          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3149          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3150          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3151          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3152          * aligned range ( newbsize ).
3153          *
3154          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3155          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3156          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3157          * fails with NFS if the server or some other client
3158          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3159          * B_CACHE may remain set! XXX
3160          */
3161         toff = bp->b_bcount;
3162         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3163         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3164                 vm_pindex_t pi;
3165
3166                 if (tinc > (size - toff))
3167                         tinc = size - toff;
3168                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3169                 m = bp->b_pages[pi];
3170                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3171                 toff += tinc;
3172                 tinc = PAGE_SIZE;
3173         }
3174
3175         /*
3176          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3177          */
3178         if (buf_mapped(bp))
3179                 bpmap_qenter(bp);
3180         else
3181                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3182 }
3183
3184 /*
3185  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3186  * write.
3187  */
3188 static int
3189 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3190 {
3191         struct buf *bpa;
3192         int match;
3193
3194         match = 0;
3195
3196         /* If the buf isn't in core skip it */
3197         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3198                 return (0);
3199
3200         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3201         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3202                 return (0);
3203
3204         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3205         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3206             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3207                 goto done;
3208
3209         if (bpa->b_bufsize != size)
3210                 goto done;
3211
3212         /*
3213          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3214          * block has been mapped.
3215          */
3216         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3217                 match = 1;
3218 done:
3219         BUF_UNLOCK(bpa);
3220         return (match);
3221 }
3222
3223 /*
3224  *      vfs_bio_awrite:
3225  *
3226  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3227  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3228  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3229  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3230  */
3231 int
3232 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3233 {
3234         struct bufobj *bo;
3235         int i;
3236         int j;
3237         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3238         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3239         int ncl;
3240         int nwritten;
3241         int size;
3242         int maxcl;
3243         int gbflags;
3244
3245         bo = &vp->v_bufobj;
3246         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3247         /*
3248          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3249          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3250          * rather then at the beginning.
3251          */
3252         if ((vp->v_type == VREG) && 
3253             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3254             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3255                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3256                 maxcl = maxphys / size;
3257
3258                 BO_RLOCK(bo);
3259                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3260                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3261                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3262                                 break;
3263
3264                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3265                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3266                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3267                                 break;
3268                 BO_RUNLOCK(bo);
3269                 --j;
3270                 ncl = i + j;
3271                 /*
3272                  * this is a possible cluster write
3273                  */
3274                 if (ncl != 1) {
3275                         BUF_UNLOCK(bp);
3276                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3277                             gbflags);
3278                         return (nwritten);
3279                 }
3280         }
3281         bremfree(bp);
3282         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3283         /*
3284          * default (old) behavior, writing out only one block
3285          *
3286          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3287          */
3288         nwritten = bp->b_bufsize;
3289         (void) bwrite(bp);
3290
3291         return (nwritten);
3292 }
3293
3294 /*
3295  *      getnewbuf_kva:
3296  *
3297  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3298  */
3299 static int
3300 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3301 {
3302
3303         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3304                 /*
3305                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3306                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3307                  */
3308                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3309
3310                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3311                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3312                         return (ENOSPC);
3313         }
3314         return (0);
3315 }
3316
3317 /*
3318  *      getnewbuf:
3319  *
3320  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3321  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3322  *
3323  *      We block if:
3324  *              We have insufficient buffer headers
3325  *              We have insufficient buffer space
3326  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3327  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3328  *
3329  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3330  *      allocbuf() is called.
3331  */
3332 static struct buf *
3333 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3334 {
3335         struct bufdomain *bd;
3336         struct buf *bp;
3337         bool metadata, reserved;
3338
3339         bp = NULL;
3340         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3341             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3342         if (!unmapped_buf_allowed)
3343                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3344
3345         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3346             vp->v_type == VCHR)
3347                 metadata = true;
3348         else
3349                 metadata = false;
3350         if (vp == NULL)
3351                 bd = &bdomain[0];
3352         else
3353                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3354
3355         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3356         reserved = false;
3357         do {
3358                 if (reserved == false &&
3359                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3360                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3361                         continue;
3362                 }
3363                 reserved = true;
3364                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3365                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3366                         continue;
3367                 }
3368                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3369                         return (bp);
3370                 break;
3371         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3372
3373         if (reserved)
3374                 bufspace_release(bd, maxsize);
3375         if (bp != NULL) {
3376                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3377                 brelse(bp);
3378         }
3379         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3380
3381         return (NULL);
3382 }
3383
3384 /*
3385  *      buf_daemon:
3386  *
3387  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3388  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3389  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3390  */
3391 static struct kproc_desc buf_kp = {
3392         "bufdaemon",
3393         buf_daemon,
3394         &bufdaemonproc
3395 };
3396 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3397
3398 static int
3399 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3400 {
3401         int flushed;
3402
3403         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3404         if (flushed == 0) {
3405                 /*
3406                  * Could not find any buffers without rollback
3407                  * dependencies, so just write the first one
3408                  * in the hopes of eventually making progress.
3409                  */
3410                 if (vp != NULL && target > 2)
3411                         target /= 2;
3412                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3413         }
3414         return (flushed);
3415 }
3416
3417 static void
3418 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3419 {
3420         int error;
3421
3422         mtx_lock(&bdlock);
3423         bd_shutdown = true;
3424         wakeup(&bd_request);
3425         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3426             60 * hz);
3427         mtx_unlock(&bdlock);
3428         if (error != 0)
3429                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3430 }
3431
3432 static void
3433 buf_daemon(void)
3434 {
3435         struct bufdomain *bd;
3436         int speedupreq;
3437         int lodirty;
3438         int i;
3439
3440         /*
3441          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3442          */
3443         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3444             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3445
3446         /*
3447          * Start the buf clean daemons as children threads.
3448          */
3449         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3450                 int error;
3451
3452                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3453                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3454                 if (error)
3455                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3456         }
3457
3458         /*
3459          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3460          */
3461         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3462         mtx_lock(&bdlock);
3463         while (!bd_shutdown) {
3464                 bd_request = 0;
3465                 mtx_unlock(&bdlock);
3466
3467                 /*
3468                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3469                  * requests.
3470                  */
3471                 speedupreq = bd_speedupreq;
3472                 bd_speedupreq = 0;
3473
3474                 /*
3475                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3476                  * the speedup request.
3477                  */
3478                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3479                         bd = &bdomain[i];
3480                         if (speedupreq)
3481                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3482                         else
3483                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3484                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3485                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3486                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3487                                         break;
3488                                 kern_yield(PRI_USER);
3489                         }
3490                 }
3491
3492                 /*
3493                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3494                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3495                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3496                  * built up, within reason.
3497                  *
3498                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3499                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3500                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3501                  */
3502                 mtx_lock(&bdlock);
3503                 if (bd_shutdown)
3504                         break;
3505                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3506                         /*
3507                          * We reached our low water mark, reset the
3508                          * request and sleep until we are needed again.
3509                          * The sleep is just so the suspend code works.
3510                          */
3511                         bd_request = 0;
3512                         /*
3513                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3514                          * changed via sysctl and the explicit transition
3515                          * out of shortfall was missed.
3516                          */
3517                         bdirtywakeup();
3518                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3519                                 runningwakeup();
3520                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3521                 } else {
3522                         /*
3523                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3524                          * still have too many dirty buffers, we
3525                          * have to sleep and try again.  (rare)
3526                          */
3527                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3528                 }
3529         }
3530         wakeup(&bd_shutdown);
3531         mtx_unlock(&bdlock);
3532         kthread_exit();
3533 }
3534
3535 /*
3536  *      flushbufqueues:
3537  *
3538  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3539  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3540  *      particularly sensitive to.
3541  */
3542 static int flushwithdeps = 0;
3543 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3544     &flushwithdeps, 0,
3545     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3546
3547 static int
3548 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3549     int flushdeps)
3550 {
3551         struct bufqueue *bq;
3552         struct buf *sentinel;
3553         struct vnode *vp;
3554         struct mount *mp;
3555         struct buf *bp;
3556         int hasdeps;
3557         int flushed;
3558         int error;
3559         bool unlock;
3560
3561         flushed = 0;
3562         bq = &bd->bd_dirtyq;
3563         bp = NULL;
3564         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3565         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3566         BQ_LOCK(bq);
3567         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3568         BQ_UNLOCK(bq);
3569         while (flushed != target) {
3570                 maybe_yield();
3571                 BQ_LOCK(bq);
3572                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3573                 if (bp != NULL) {
3574                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3575                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3576                             b_freelist);
3577                 } else {
3578                         BQ_UNLOCK(bq);
3579                         break;
3580                 }
3581                 /*
3582                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3583                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3584                  *
3585                  * Only flush the buffers that belong to the
3586                  * vnode locked by the curthread.
3587                  */
3588                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3589                     bp->b_vp != lvp)) {
3590                         BQ_UNLOCK(bq);
3591                         continue;
3592                 }
3593                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3594                 BQ_UNLOCK(bq);
3595                 if (error != 0)
3596                         continue;
3597
3598                 /*
3599                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3600                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3601                  */
3602                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3603                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3604                         BUF_UNLOCK(bp);
3605                         continue;
3606                 }
3607                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3608                         bremfreef(bp);
3609                         brelse(bp);
3610                         flushed++;
3611                         continue;
3612                 }
3613
3614                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3615                         if (flushdeps == 0) {
3616                                 BUF_UNLOCK(bp);
3617                                 continue;
3618                         }
3619                         hasdeps = 1;
3620                 } else
3621                         hasdeps = 0;
3622                 /*
3623                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3624                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3625                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3626                  * system.
3627                  *
3628                  * The lock order here is the reverse of the normal
3629                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3630                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3631                  */
3632                 vp = bp->b_vp;
3633                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3634                         BUF_UNLOCK(bp);
3635                         continue;
3636                 }
3637                 if (lvp == NULL) {
3638                         unlock = true;
3639                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3640                 } else {
3641                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3642                         unlock = false;
3643                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3644                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3645                 }
3646                 if (error == 0) {
3647                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3648                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3649                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3650                                 vfs_bio_awrite(bp);
3651                         } else {
3652                                 bremfree(bp);
3653                                 bwrite(bp);
3654                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3655                         }
3656                         vn_finished_write(mp);
3657                         if (unlock)
3658                                 VOP_UNLOCK(vp);
3659                         flushwithdeps += hasdeps;
3660                         flushed++;
3661
3662                         /*
3663                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3664                          * vnode lock leads to deadlock.
3665                          */
3666                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3667                             runningbufspace > hirunningspace)
3668                                 waitrunningbufspace();
3669                         continue;
3670                 }
3671                 vn_finished_write(mp);
3672                 BUF_UNLOCK(bp);
3673         }
3674         BQ_LOCK(bq);
3675         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3676         BQ_UNLOCK(bq);
3677         free(sentinel, M_TEMP);
3678         return (flushed);
3679 }
3680
3681 /*
3682  * Check to see if a block is currently memory resident.
3683  */
3684 struct buf *
3685 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3686 {
3687         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3688 }
3689
3690 /*
3691  * Returns true if no I/O is needed to access the
3692  * associated VM object.  This is like incore except
3693  * it also hunts around in the VM system for the data.
3694  */
3695 bool
3696 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3697 {
3698         vm_object_t obj;
3699         vm_offset_t toff, tinc, size;
3700         vm_page_t m, n;
3701         vm_ooffset_t off;
3702         int valid;
3703
3704         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3705
3706         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3707                 return (true);
3708         if (vp->v_mount == NULL)
3709                 return (false);
3710         obj = vp->v_object;
3711         if (obj == NULL)
3712                 return (false);
3713
3714         size = PAGE_SIZE;
3715         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3716                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3717         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3718
3719         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3720                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3721 recheck:
3722                 if (m == NULL)
3723                         return (false);
3724
3725                 tinc = size;
3726                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3727                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3728                 /*
3729                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3730                  * during the check.
3731                  */
3732                 valid = vm_page_is_valid(m,
3733                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3734                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3735                 if (m != n) {
3736                         m = n;
3737                         goto recheck;
3738                 }
3739                 if (!valid)
3740                         return (false);
3741         }
3742         return (true);
3743 }
3744
3745 /*
3746  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3747  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3748  * to the size of the buffer.
3749  *
3750  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3751  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3752  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3753  *
3754  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3755  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3756  */
3757 static void
3758 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3759 {
3760         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3761         vm_page_t m;
3762         int i;
3763
3764         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3765                 return;
3766
3767         foff = bp->b_offset;
3768         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3769             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3770
3771         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3772         vfs_setdirty_range(bp);
3773         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3774                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3775                 eoff = noff;
3776                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3777                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3778                 m = bp->b_pages[i];
3779                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3780                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3781                 foff = noff;
3782         }
3783         vfs_busy_pages_release(bp);
3784 }
3785
3786 static void
3787 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3788 {
3789         vm_offset_t boffset;
3790         vm_offset_t eoffset;
3791         int i;
3792
3793         /*
3794          * test the pages to see if they have been modified directly
3795          * by users through the VM system.
3796          */
3797         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3798                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3799
3800         /*
3801          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3802          * (eoffset - boffset) bytes.
3803          */
3804
3805         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3806                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3807                         break;
3808         }
3809         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3810
3811         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3812                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3813                         break;
3814                 }
3815         }
3816         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3817
3818         /*
3819          * Fit it to the buffer.
3820          */
3821
3822         if (eoffset > bp->b_bcount)
3823                 eoffset = bp->b_bcount;
3824
3825         /*
3826          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3827          * dirty range.
3828          */
3829
3830         if (boffset < eoffset) {
3831                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3832                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3833                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3834                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3835         }
3836 }
3837
3838 /*
3839  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3840  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3841  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3842  */
3843 static void
3844 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3845 {
3846         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3847         off_t offset;
3848
3849         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3850             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3851         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3852             bp->b_data == unmapped_buf &&
3853             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3854         if (!need_mapping && !need_kva)
3855                 return;
3856
3857         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3858
3859         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3860                 /*
3861                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3862                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3863                  * allocated space.
3864                  */
3865                 goto has_addr;
3866         }
3867
3868         /*
3869          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3870          * if the buffer was mapped.
3871          */
3872         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3873         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3874         offset = blkno * bsize;
3875         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3876         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3877
3878         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3879                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3880                         /*
3881                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3882                          * succeed, not sure what else to do.
3883                          */
3884                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3885                 }
3886                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3887                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3888         }
3889 has_addr:
3890         if (need_mapping) {
3891                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3892                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3893                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3894                 bpmap_qenter(bp);
3895         }
3896 }
3897
3898 struct buf *
3899 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3900     int flags)
3901 {
3902         struct buf *bp;
3903         int error;
3904
3905         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3906         if (error != 0)
3907                 return (NULL);
3908         return (bp);
3909 }
3910
3911 /*
3912  *      getblkx:
3913  *
3914  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3915  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3916  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3917  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3918  *      READ.
3919  *
3920  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3921  *      an existing buffer.
3922  *
3923  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3924  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3925  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3926  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3927  *
3928  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3929  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3930  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3931  *      backing VM.
3932  *
3933  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3934  *      B_CACHE bit is clear.
3935  *
3936  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3937  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3938  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3939  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3940  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3941  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3942  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3943  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3944  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3945  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3946  *
3947  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3948  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3949  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3950  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3951  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3952  *      for blkno and dblkno.
3953  */
3954 int
3955 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3956     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3957 {
3958         struct buf *bp;
3959         struct bufobj *bo;
3960         daddr_t d_blkno;
3961         int bsize, error, maxsize, vmio;
3962         off_t offset;
3963
3964         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3965         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3966             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3967         if (vp->v_type != VCHR)
3968                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3969         if (size > maxbcachebuf)
3970                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3971                     maxbcachebuf);
3972         if (!unmapped_buf_allowed)
3973                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3974
3975         bo = &vp->v_bufobj;
3976         d_blkno = dblkno;
3977
3978         /* Attempt lockless lookup first. */
3979         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3980         if (bp == NULL) {
3981                 /*
3982                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3983                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3984                  */
3985                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3986                         goto loop;
3987                 goto newbuf_unlocked;
3988         }
3989
3990         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3991             0);
3992         if (error != 0)
3993                 goto loop;
3994
3995         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3996         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3997                 goto foundbuf_fastpath;
3998
3999         /* It changed, fallback to locked lookup. */
4000         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
4001
4002 loop:
4003         BO_RLOCK(bo);
4004         bp = gbincore(bo, blkno);
4005         if (bp != NULL) {
4006                 int lockflags;
4007
4008                 /*
4009                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4010                  * it must be on a queue.
4011                  */
4012                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4013                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4014 #ifdef WITNESS
4015                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4016 #endif
4017
4018                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4019                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4020
4021                 /*
4022                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4023                  * the buffer changed identities.
4024                  */
4025                 if (error == ENOLCK)
4026                         goto loop;
4027                 /* We timed out or were interrupted. */
4028                 else if (error != 0)
4029                         return (error);
4030
4031 foundbuf_fastpath:
4032                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4033                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4034                         goto end;
4035
4036                 /*
4037                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4038                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4039                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4040                  * backing VM cache.
4041                  */
4042                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4043                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4044                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4045                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4046                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4047                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4048                 else
4049                         bremfree(bp);
4050
4051                 /*
4052                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4053                  */
4054                 if (bp->b_bcount != size) {
4055                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4056                             (size > bp->b_kvasize)) {
4057                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4058                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4059                                         bwrite(bp);
4060                                 } else {
4061                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4062                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4063                                                 brelse(bp);
4064                                         } else {
4065                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4066                                                 bwrite(bp);
4067                                         }
4068                                 }
4069                                 goto loop;
4070                         }
4071                 }
4072
4073                 /*
4074                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4075                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4076                  * reservation is requested.
4077                  */
4078                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4079
4080                 /*
4081                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4082                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4083                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4084                  * unchanged from its previous state.
4085                  */
4086                 allocbuf(bp, size);
4087
4088                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4089                     ("getblk: no buffer offset"));
4090
4091                 /*
4092                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4093                  * be committed before we can return the buffer in
4094                  * order to prevent the caller from issuing a read
4095                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4096                  * it.
4097                  *
4098                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4099                  * operate properly either because they assume they
4100                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4101                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4102                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4103                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4104                  * preventing further loops.
4105                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4106                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4107                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4108                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4109                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4110                  * after the write.
4111                  *
4112                  * We might be able to do something fancy, like setting
4113                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4114                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4115                  * confusing.  This is much easier.
4116                  */
4117
4118                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4119                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4120                         bwrite(bp);
4121                         goto loop;
4122                 }
4123                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4124         } else {
4125                 /*
4126                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4127                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4128                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4129                  */
4130                 BO_RUNLOCK(bo);
4131 newbuf_unlocked:
4132                 /*
4133                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4134                  * here.
4135                  */
4136                 if (flags & GB_NOCREAT)
4137                         return (EEXIST);
4138
4139                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4140                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4141                 offset = blkno * bsize;
4142                 vmio = vp->v_object != NULL;
4143                 if (vmio) {
4144                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4145                 } else {
4146                         maxsize = size;
4147                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4148                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4149                 }
4150                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4151                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4152                     !vn_isdisk(vp)) {
4153                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4154                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4155                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4156                             vp));
4157                         if (error != 0)
4158                                 return (error);
4159                         if (d_blkno == -1)
4160                                 return (EJUSTRETURN);
4161                 }
4162
4163                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4164                 if (bp == NULL) {
4165                         if (slpflag || slptimeo)
4166                                 return (ETIMEDOUT);
4167                         /*
4168                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4169                          * enough to work under very low memory conditions.
4170                          *
4171                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4172                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4173                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4174                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4175                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4176                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4177                          * This never happens because we never yield.
4178                          *
4179                          * The real solution is to identify and fix these cases
4180                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4181                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4182                          */
4183                         kern_yield(PRI_USER);
4184                         goto loop;
4185                 }
4186
4187                 /*
4188                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4189                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4190                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4191                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4192                  * throw away the one we just created.
4193                  *
4194                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4195                  * with the vp especially considering limitations in
4196                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4197                  * lblkno's.
4198                  */
4199                 BO_LOCK(bo);
4200                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4201                         BO_UNLOCK(bo);
4202                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4203                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4204                         brelse(bp);
4205                         goto loop;
4206                 }
4207
4208                 /*
4209                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4210                  * be found by incore.
4211                  */
4212                 bp->b_lblkno = blkno;
4213                 bp->b_blkno = d_blkno;
4214                 bp->b_offset = offset;
4215                 bgetvp(vp, bp);
4216                 BO_UNLOCK(bo);
4217
4218                 /*
4219                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4220                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4221                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4222                  * backing store for validity.
4223                  */
4224
4225                 if (vmio) {
4226                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4227                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4228                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4229                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4230                 } else {
4231                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4232                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4233                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4234                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4235                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4236                 }
4237
4238                 allocbuf(bp, size);
4239                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4240                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4241         }
4242         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4243 end:
4244         buf_track(bp, __func__);
4245         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4246             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4247         *bpp = bp;
4248         return (0);
4249 }
4250
4251 /*
4252  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4253  * set to B_INVAL.
4254  */
4255 struct buf *
4256 geteblk(int size, int flags)
4257 {
4258         struct buf *bp;
4259         int maxsize;
4260
4261         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4262         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4263                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4264                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4265                         return (NULL);
4266         }
4267         allocbuf(bp, size);
4268         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4269         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4270         return (bp);
4271 }
4272
4273 /*
4274  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4275  */
4276 static void
4277 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4278 {
4279
4280         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4281                 /*
4282                  * malloced buffers are not shrunk
4283                  */
4284                 if (newbsize == 0) {
4285                         bufmallocadjust(bp, 0);
4286                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4287                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4288                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4289                 }
4290                 return;
4291         }
4292         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4293         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4294 }
4295
4296 /*
4297  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4298  */
4299 static void
4300 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4301 {
4302         caddr_t origbuf;
4303         int origbufsize;
4304
4305         /*
4306          * We only use malloced memory on the first allocation.
4307          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4308          * grows.
4309          *
4310          * There is a potential smp race here that could lead
4311          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4312          * is probably extremely rare and not worth worrying
4313          * over.
4314          */
4315         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4316             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4317                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4318                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4319                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4320                 return;
4321         }
4322
4323         /*
4324          * If the buffer is growing on its other-than-first
4325          * allocation then we revert to the page-allocation
4326          * scheme.
4327          */
4328         origbuf = NULL;
4329         origbufsize = 0;
4330         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4331                 origbuf = bp->b_data;
4332                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4333                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4334                 bufmallocadjust(bp, 0);
4335                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4336                 newbsize = round_page(newbsize);
4337         }
4338         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4339             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4340         if (origbuf != NULL) {
4341                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4342                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4343         }
4344         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4345 }
4346
4347 /*
4348  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4349  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4350  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4351  * resize a buffer up or down.
4352  *
4353  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4354  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4355  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4356  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4357  *
4358  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4359  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4360  */
4361 int
4362 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4363 {
4364         int newbsize;
4365
4366         if (bp->b_bcount == size)
4367                 return (1);
4368
4369         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4370             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4371             bp, bp->b_kvasize, size));
4372
4373         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4374         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4375                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4376                         newbsize = round_page(newbsize);
4377                 /*
4378                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4379                  * mess with B_CACHE.
4380                  */
4381                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4382                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4383                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4384                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4385         } else {
4386                 int desiredpages;
4387
4388                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4389                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4390
4391                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4392                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4393
4394                 /*
4395                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4396                  * 0-length.
4397                  */
4398                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4399                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4400
4401                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4402                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4403                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4404                 else if (size > bp->b_bcount)
4405                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4406                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4407         }
4408         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4409         return (1);
4410 }
4411
4412 extern int inflight_transient_maps;
4413
4414 static struct bio_queue nondump_bios;
4415
4416 void
4417 biodone(struct bio *bp)
4418 {
4419         struct mtx *mtxp;
4420         void (*done)(struct bio *);
4421         vm_offset_t start, end;
4422
4423         biotrack(bp, __func__);
4424
4425         /*
4426          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4427          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4428          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4429          * to keep the system usable after it has been resumed.
4430          */
4431         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4432                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4433                 return;
4434         }
4435         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4436                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4437                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4438                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4439                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4440                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4441                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4442                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4443                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4444         }
4445         done = bp->bio_done;
4446         /*
4447          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4448          * used as a bio_done routine.
4449          */
4450         if (done == NULL || done == biodone) {
4451                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4452                 mtx_lock(mtxp);
4453                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4454                 wakeup(bp);
4455                 mtx_unlock(mtxp);
4456         } else
4457                 done(bp);
4458 }
4459
4460 /*
4461  * Wait for a BIO to finish.
4462  */
4463 int
4464 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4465 {
4466         struct mtx *mtxp;
4467
4468         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4469         mtx_lock(mtxp);
4470         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4471                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4472         mtx_unlock(mtxp);
4473         if (bp->bio_error != 0)
4474                 return (bp->bio_error);
4475         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4476                 return (0);
4477         return (EIO);
4478 }
4479
4480 void
4481 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4482 {
4483
4484         if (error) {
4485                 bp->bio_error = error;
4486                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4487         }
4488         if (stat != NULL)
4489                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4490         biodone(bp);
4491 }
4492
4493 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4494 void
4495 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4496 {
4497
4498         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4499 }
4500 #endif
4501
4502 /*
4503  *      bufwait:
4504  *
4505  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4506  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4507  *      error and cleared.
4508  */
4509 int
4510 bufwait(struct buf *bp)
4511 {
4512         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4513                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4514         else
4515                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4516         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4517                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4518                 return (EINTR);
4519         }
4520         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4521                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4522         } else {
4523                 return (0);
4524         }
4525 }
4526
4527 /*
4528  *      bufdone:
4529  *
4530  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4531  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4532  *      not allowed.
4533  *
4534  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4535  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4536  *      assuming B_INVAL is clear.
4537  *
4538  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4539  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4540  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4541  *
4542  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4543  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4544  *      in the biodone routine.
4545  */
4546 void
4547 bufdone(struct buf *bp)
4548 {
4549         struct bufobj *dropobj;
4550         void    (*biodone)(struct buf *);
4551
4552         buf_track(bp, __func__);
4553         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4554         dropobj = NULL;
4555
4556         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4557
4558         runningbufwakeup(bp);
4559         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4560                 dropobj = bp->b_bufobj;
4561         /* call optional completion function if requested */
4562         if (bp->b_iodone != NULL) {
4563                 biodone = bp->b_iodone;
4564                 bp->b_iodone = NULL;
4565                 (*biodone) (bp);
4566                 if (dropobj)
4567                         bufobj_wdrop(dropobj);
4568                 return;
4569         }
4570         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4571                 /*
4572                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4573                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4574                  * routines.
4575                  */
4576                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4577                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4578                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4579                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4580                 vfs_vmio_iodone(bp);
4581         }
4582         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4583                 buf_complete(bp);
4584         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4585                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4586                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4587                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4588                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4589         }
4590         /*
4591          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4592          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4593          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4594          */
4595         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4596                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4597                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4598                         brelse(bp);
4599                 else
4600                         bqrelse(bp);
4601         } else
4602                 bdone(bp);
4603         if (dropobj)
4604                 bufobj_wdrop(dropobj);
4605 }
4606
4607 /*
4608  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4609  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4610  * consistent.
4611  */
4612 void
4613 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4614 {
4615         int i;
4616         vm_object_t obj;
4617         vm_page_t m;
4618
4619         runningbufwakeup(bp);
4620         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4621                 return;
4622
4623         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4624         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4625                 m = bp->b_pages[i];
4626                 if (m == bogus_page) {
4627                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4628                         if (!m)
4629                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4630                         bp->b_pages[i] = m;
4631                         if (buf_mapped(bp)) {
4632                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4633                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4634                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4635                         } else
4636                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4637                 }
4638                 vm_page_sunbusy(m);
4639         }
4640         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4641 }
4642
4643 /*
4644  * vfs_page_set_valid:
4645  *
4646  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4647  *      range is restricted to the buffer's size.
4648  *
4649  *      This routine is typically called after a read completes.
4650  */
4651 static void
4652 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4653 {
4654         vm_ooffset_t eoff;
4655
4656         /*
4657          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4658          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4659          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4660          * allocation size of the buffer.
4661          */
4662         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4663         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4664                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4665
4666         /*
4667          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4668          * entire page.
4669          */
4670         if (eoff > off)
4671                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4672 }
4673
4674 /*
4675  * vfs_page_set_validclean:
4676  *
4677  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4678  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4679  */
4680 static void
4681 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4682 {
4683         vm_ooffset_t soff, eoff;
4684
4685         /*
4686          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4687          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4688          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4689          * of the buffer.
4690          */
4691         soff = off;
4692         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4693         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4694                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4695
4696         /*
4697          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4698          * entire page.
4699          */
4700         if (eoff > soff) {
4701                 vm_page_set_validclean(
4702                     m,
4703                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4704                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4705                 );
4706         }
4707 }
4708
4709 /*
4710  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4711  */
4712 void
4713 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4714 {
4715         int i;
4716
4717         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4718                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4719 }
4720
4721 void
4722 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4723 {
4724         int i;
4725
4726         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4727                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4728 }
4729
4730 /*
4731  * This routine is called before a device strategy routine.
4732  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4733  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4734  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4735  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4736  * inconsistent.
4737  *
4738  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4739  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4740  * and should be ignored.
4741  */
4742 void
4743 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4744 {
4745         vm_object_t obj;
4746         vm_ooffset_t foff;
4747         vm_page_t m;
4748         int i;
4749         bool bogus;
4750
4751         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4752                 return;
4753
4754         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4755         foff = bp->b_offset;
4756         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4757             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4758         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4759                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4760                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4761         }
4762         if (bp->b_bufsize != 0)
4763                 vfs_setdirty_range(bp);
4764         bogus = false;
4765         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4766                 m = bp->b_pages[i];
4767                 vm_page_assert_sbusied(m);
4768
4769                 /*
4770                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4771                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4772                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4773                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4774                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4775                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4776                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4777                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4778                  * first place ).  The replacement prevents the read
4779                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4780                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4781                  * It may not work properly with small-block devices.
4782                  * We need to find a better way.
4783                  */
4784                 if (clear_modify) {
4785                         pmap_remove_write(m);
4786                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4787                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4788                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4789                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4790                         bogus = true;
4791                 }
4792                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4793         }
4794         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4795                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4796                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4797                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4798         }
4799 }
4800
4801 /*
4802  *      vfs_bio_set_valid:
4803  *
4804  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4805  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4806  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4807  *      page.
4808  */
4809 void
4810 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4811 {
4812         int i, n;
4813         vm_page_t m;
4814
4815         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4816                 return;
4817
4818         /*
4819          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4820          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4821          * first page that can be validated.
4822          */
4823         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4824         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4825
4826         /*
4827          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4828          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4829          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4830          * other page validation.
4831          */
4832         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4833         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4834                 m = bp->b_pages[i];
4835                 if (n > size)
4836                         n = size;
4837                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4838                 base += n;
4839                 size -= n;
4840                 n = PAGE_SIZE;
4841         }
4842         vfs_busy_pages_release(bp);
4843 }
4844
4845 /*
4846  *      vfs_bio_clrbuf:
4847  *
4848  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4849  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4850  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4851  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4852  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4853  *
4854  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4855  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4856  */
4857 void
4858 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4859 {
4860         int i, j, sa, ea, slide, zbits;
4861         vm_page_bits_t mask;
4862
4863         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4864                 clrbuf(bp);
4865                 return;
4866         }
4867         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4868         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4869         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4870         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4871         slide = 0;
4872         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4873                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4874                 ea = slide & PAGE_MASK;
4875                 if (ea == 0)
4876                         ea = PAGE_SIZE;
4877                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4878                         continue;
4879                 j = sa / DEV_BSIZE;
4880                 zbits = (sizeof(vm_page_bits_t) * NBBY) -
4881                     (ea - sa) / DEV_BSIZE;
4882                 mask = (VM_PAGE_BITS_ALL >> zbits) << j;
4883                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4884                         continue;
4885                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4886                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4887                 else {
4888                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4889                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4890                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4891                                             sa, DEV_BSIZE);
4892                                 }
4893                         }
4894                 }
4895                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4896                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4897         }
4898         vfs_busy_pages_release(bp);
4899         bp->b_resid = 0;
4900 }
4901
4902 void
4903 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4904 {
4905         vm_page_t m;
4906         int i, n;
4907
4908         if (buf_mapped(bp)) {
4909                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4910                 bzero(bp->b_data + base, size);
4911         } else {
4912                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4913                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4914                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4915                         m = bp->b_pages[i];
4916                         if (n > size)
4917                                 n = size;
4918                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4919                         base += n;
4920                         size -= n;
4921                         n = PAGE_SIZE;
4922                 }
4923         }
4924 }
4925
4926 /*
4927  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4928  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4929  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4930  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4931  */
4932 static void
4933 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4934 {
4935
4936         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4937             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4938
4939         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4940                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4941         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4942                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4943         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4944                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4945                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4946                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4947                 if (release)
4948                         brelse(bp);
4949         } else if (release)
4950                 bqrelse(bp);
4951 }
4952
4953 void
4954 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4955 {
4956
4957         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4958 }
4959
4960 void
4961 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4962 {
4963
4964         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4965 }
4966
4967 /*
4968  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4969  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4970  * not associated with a file object.
4971  */
4972 static void
4973 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4974 {
4975         vm_offset_t pg;
4976         vm_page_t p;
4977         int index;
4978
4979         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4980
4981         to = round_page(to);
4982         from = round_page(from);
4983         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4984         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4985         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4986             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4987             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4988
4989         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4990                 /*
4991                  * note: must allocate system pages since blocking here
4992                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4993                  * process we are.
4994                  */
4995                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4996                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4997                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4998                 bp->b_pages[index] = p;
4999         }
5000         bp->b_npages = index;
5001 }
5002
5003 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
5004 static void
5005 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
5006 {
5007         vm_offset_t from;
5008         vm_page_t p;
5009         int index, newnpages;
5010
5011         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
5012
5013         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
5014         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5015         if (bp->b_npages > newnpages)
5016                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5017         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5018                 p = bp->b_pages[index];
5019                 bp->b_pages[index] = NULL;
5020                 vm_page_unwire_noq(p);
5021                 vm_page_free(p);
5022         }
5023         bp->b_npages = newnpages;
5024 }
5025
5026 /*
5027  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5028  *
5029  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5030  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5031  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5032  *
5033  * Note that even if the caller determines that the address space should
5034  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5035  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5036  * check the return value.
5037  *
5038  * This function only works with pager buffers.
5039  */
5040 int
5041 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5042 {
5043         vm_prot_t prot;
5044         int pidx;
5045
5046         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5047         prot = VM_PROT_READ;
5048         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5049                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5050         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5051             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5052         if (pidx < 0)
5053                 return (-1);
5054         bp->b_bufsize = len;
5055         bp->b_npages = pidx;
5056         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5057         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5058                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5059                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5060         } else
5061                 bp->b_data = unmapped_buf;
5062         return (0);
5063 }
5064
5065 /*
5066  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5067  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5068  *
5069  * This function only works with pager buffers.
5070  */
5071 void
5072 vunmapbuf(struct buf *bp)
5073 {
5074         int npages;
5075
5076         npages = bp->b_npages;
5077         if (buf_mapped(bp))
5078                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5079         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5080
5081         bp->b_data = unmapped_buf;
5082 }
5083
5084 void
5085 bdone(struct buf *bp)
5086 {
5087         struct mtx *mtxp;
5088
5089         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5090         mtx_lock(mtxp);
5091         bp->b_flags |= B_DONE;
5092         wakeup(bp);
5093         mtx_unlock(mtxp);
5094 }
5095
5096 void
5097 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5098 {
5099         struct mtx *mtxp;
5100
5101         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5102         mtx_lock(mtxp);
5103         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5104                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5105         mtx_unlock(mtxp);
5106 }
5107
5108 int
5109 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5110 {
5111
5112         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5113 }
5114
5115 void
5116 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5117 {
5118         int i __unused;
5119         struct vnode *vp;
5120
5121         vp = bp->b_vp;
5122         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5123         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5124             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5125         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5126         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5127 }
5128
5129 /*
5130  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5131  */
5132 void
5133 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5134 {
5135         static volatile int bufobj_cleanq;
5136
5137         bo->bo_domain =
5138             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5139         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5140         bo->bo_private = private;
5141         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5142         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5143 }
5144
5145 void
5146 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5147 {
5148
5149         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5150         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5151         bo->bo_numoutput++;
5152 }
5153
5154 void
5155 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5156 {
5157
5158         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5159         BO_LOCK(bo);
5160         bo->bo_numoutput++;
5161         BO_UNLOCK(bo);
5162 }
5163
5164 void
5165 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5166 {
5167
5168         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5169         BO_LOCK(bo);
5170         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5171         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5172                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5173                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5174         }
5175         BO_UNLOCK(bo);
5176 }
5177
5178 int
5179 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5180 {
5181         int error;
5182
5183         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5184         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5185         error = 0;
5186         while (bo->bo_numoutput) {
5187                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5188                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5189                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5190                 if (error)
5191                         break;
5192         }
5193         return (error);
5194 }
5195
5196 /*
5197  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5198  */
5199 void
5200 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5201 {
5202
5203         if (!buf_mapped(bp)) {
5204                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5205                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5206                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5207                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5208                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5209                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5210                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5211                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5212                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5213                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5214         } else {
5215                 bip->bio_data = bp->b_data;
5216                 bip->bio_ma = NULL;
5217         }
5218 }
5219
5220 static int buf_pager_relbuf;
5221 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5222     &buf_pager_relbuf, 0,
5223     "Make buffer pager release buffers after reading");
5224
5225 /*
5226  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5227  *
5228  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5229  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5230  * device block size is greater than the machine page size.  The
5231  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5232  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5233  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5234  * pages.
5235  *
5236  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5237  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5238  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5239  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5240  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5241  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5242  */
5243 int
5244 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5245     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5246     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5247 {
5248         vm_page_t m;
5249         vm_object_t object;
5250         struct buf *bp;
5251         struct mount *mp;
5252         daddr_t lbn, lbnp;
5253         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5254         long bo_bs, bsize;
5255         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5256         bool redo, lpart;
5257
5258         object = vp->v_object;
5259         mp = vp->v_mount;
5260         error = 0;
5261         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5262         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5263                 return (VM_PAGER_BAD);
5264
5265         /*
5266          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5267          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5268          * and the start of the potential read-ahead region.
5269          */
5270         la += PAGE_SIZE;
5271         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5272         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5273             &bo_bs);
5274         if (error != 0)
5275                 return (VM_PAGER_ERROR);
5276
5277         /*
5278          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5279          */
5280         pgsin = count;
5281         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5282         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5283         pgsin += pgsin_b;
5284         if (rbehind != NULL)
5285                 *rbehind = pgsin_b;
5286         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5287         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5288                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5289                     PAGE_SIZE) - la);
5290         pgsin += pgsin_a;
5291         if (rahead != NULL)
5292                 *rahead = pgsin_a;
5293         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5294         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5295
5296         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5297             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5298 again:
5299         for (i = 0; i < count; i++) {
5300                 if (ma[i] != bogus_page)
5301                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5302         }
5303
5304         lbnp = -1;
5305         for (i = 0; i < count; i++) {
5306                 m = ma[i];
5307                 if (m == bogus_page)
5308                         continue;
5309
5310                 /*
5311                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5312                  * owned, which together allow for the pages'
5313                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5314                  * useless creation of the buffer for the most typical
5315                  * case when invalidation is not used in redo or for
5316                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5317                  * the end of the function catches the race in a
5318                  * reliable way (protected by the object lock).
5319                  */
5320                 if (vm_page_all_valid(m))
5321                         continue;
5322
5323                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5324                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5325                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5326                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5327                         if (lbn == lbnp)
5328                                 goto next_page;
5329                         lbnp = lbn;
5330
5331                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5332                         if (error == 0)
5333                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5334                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5335                         if (error != 0)
5336                                 goto end_pages;
5337                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5338                                 crfree(bp->b_rcred);
5339                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5340                         }
5341                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5342                                 /*
5343                                  * Invalidation clears m->valid, but
5344                                  * may leave B_CACHE flag if the
5345                                  * buffer existed at the invalidation
5346                                  * time.  In this case, recycle the
5347                                  * buffer to do real read on next
5348                                  * bread() after redo.
5349                                  *
5350                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5351                                  * necessary, enable to reduce buf
5352                                  * cache pressure.
5353                                  */
5354                                 if (buf_pager_relbuf ||
5355                                     !vm_page_all_valid(m))
5356                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5357
5358                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5359                                 brelse(bp);
5360                         } else {
5361                                 bqrelse(bp);
5362                         }
5363                 }
5364                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5365                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5366                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5367                 if (i == count - 1 && lpart) {
5368                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5369                             !vm_page_all_valid(m))
5370                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5371                 }
5372 next_page:;
5373         }
5374 end_pages:
5375
5376         redo = false;
5377         for (i = 0; i < count; i++) {
5378                 if (ma[i] == bogus_page)
5379                         continue;
5380                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5381                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5382                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5383                             VM_ALLOC_NORMAL);
5384                 }
5385
5386                 /*
5387                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5388                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5389                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5390                  * relinguish, they could have been invalidated.
5391                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5392                  *
5393                  * Note that the last page is made fully valid in the
5394                  * read loop, and partial validity for the page at
5395                  * index count - 1 could mean that the page was
5396                  * invalidated or removed, so we must restart for
5397                  * safety as well.
5398                  */
5399                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5400                         redo = true;
5401         }
5402         if (redo && error == 0)
5403                 goto again;
5404         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5405 }
5406
5407 #include "opt_ddb.h"
5408 #ifdef DDB
5409 #include <ddb/ddb.h>
5410
5411 /* DDB command to show buffer data */
5412 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5413 {
5414         /* get args */
5415         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5416 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5417         uint32_t i, j;
5418 #endif
5419
5420         if (!have_addr) {
5421                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5422                 return;
5423         }
5424
5425         db_printf("buf at %p\n", bp);
5426         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5427             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5428             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5429         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5430             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5431             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5432         db_printf(
5433             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5434             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5435             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5436             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5437             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5438             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5439         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5440             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5441         if (bp->b_npages) {
5442                 int i;
5443                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5444                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5445                         vm_page_t m;
5446                         m = bp->b_pages[i];
5447                         if (m != NULL)
5448                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5449                                     (u_long)m->pindex,
5450                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5451                         else
5452                                 db_printf("( ??? )");
5453                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5454                                 db_printf(",");
5455                 }
5456                 db_printf("\n");
5457         }
5458         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5459 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5460         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5461
5462         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5463         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5464                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5465                         continue;
5466                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5467                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5468         }
5469 #elif defined(BUF_TRACKING)
5470         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5471 #endif
5472         db_printf(" ");
5473 }
5474
5475 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(bufqueues, bufqueues, DB_CMD_MEMSAFE)
5476 {
5477         struct bufdomain *bd;
5478         struct buf *bp;
5479         long total;
5480         int i, j, cnt;
5481
5482         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5483
5484         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5485                 bd = &bdomain[i];
5486                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5487                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5488                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5489                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5490                 db_printf("\n");
5491                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5492                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5493                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5494                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5495                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5496                 db_printf("\n");
5497                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5498                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5499                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5500                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5501                 db_printf("\n");
5502                 total = 0;
5503                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5504                         total += bp->b_bufsize;
5505                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5506                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5507                 total = 0;
5508                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5509                         total += bp->b_bufsize;
5510                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5511                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5512                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5513                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5514                 db_printf("\tCPU ");
5515                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5516                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5517                 db_printf("\n");
5518                 cnt = 0;
5519                 total = 0;
5520                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5521                         bp = nbufp(j);
5522                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5523                                 cnt++;
5524                                 total += bp->b_bufsize;
5525                         }
5526                 }
5527                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5528                 cnt = 0;
5529                 total = 0;
5530                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5531                         bp = nbufp(j);
5532                         if (bp->b_domain == i) {
5533                                 cnt++;
5534                                 total += bp->b_bufsize;
5535                         }
5536                 }
5537                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5538         }
5539 }
5540
5541 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(lockedbufs, lockedbufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5542 {
5543         struct buf *bp;
5544         int i;
5545
5546         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5547                 bp = nbufp(i);
5548                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5549                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5550                         db_printf("\n");
5551                         if (db_pager_quit)
5552                                 break;
5553                 }
5554         }
5555 }
5556
5557 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5558 {
5559         struct vnode *vp;
5560         struct buf *bp;
5561
5562         if (!have_addr) {
5563                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5564                 return;
5565         }
5566         vp = (struct vnode *)addr;
5567         db_printf("Clean buffers:\n");
5568         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5569                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5570                 db_printf("\n");
5571         }
5572         db_printf("Dirty buffers:\n");
5573         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5574                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5575                 db_printf("\n");
5576         }
5577 }
5578
5579 DB_COMMAND_FLAGS(countfreebufs, db_coundfreebufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5580 {
5581         struct buf *bp;
5582         int i, used = 0, nfree = 0;
5583
5584         if (have_addr) {
5585                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5586                 return;
5587         }
5588
5589         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5590                 bp = nbufp(i);
5591                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5592                         nfree++;
5593                 else
5594                         used++;
5595         }
5596
5597         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5598             nfree + used);
5599         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5600 }
5601 #endif /* DDB */