]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
buf: Make buf_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         if (KERNEL_PANICKED())
3423                 return;
3424
3425         mtx_lock(&bdlock);
3426         bd_shutdown = true;
3427         wakeup(&bd_request);
3428         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3429             60 * hz);
3430         mtx_unlock(&bdlock);
3431         if (error != 0)
3432                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3433 }
3434
3435 static void
3436 buf_daemon(void)
3437 {
3438         struct bufdomain *bd;
3439         int speedupreq;
3440         int lodirty;
3441         int i;
3442
3443         /*
3444          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3445          */
3446         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3447             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3448
3449         /*
3450          * Start the buf clean daemons as children threads.
3451          */
3452         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3453                 int error;
3454
3455                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3456                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3457                 if (error)
3458                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3459         }
3460
3461         /*
3462          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3463          */
3464         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3465         mtx_lock(&bdlock);
3466         while (!bd_shutdown) {
3467                 bd_request = 0;
3468                 mtx_unlock(&bdlock);
3469
3470                 /*
3471                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3472                  * requests.
3473                  */
3474                 speedupreq = bd_speedupreq;
3475                 bd_speedupreq = 0;
3476
3477                 /*
3478                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3479                  * the speedup request.
3480                  */
3481                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3482                         bd = &bdomain[i];
3483                         if (speedupreq)
3484                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3485                         else
3486                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3487                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3488                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3489                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3490                                         break;
3491                                 kern_yield(PRI_USER);
3492                         }
3493                 }
3494
3495                 /*
3496                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3497                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3498                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3499                  * built up, within reason.
3500                  *
3501                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3502                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3503                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3504                  */
3505                 mtx_lock(&bdlock);
3506                 if (bd_shutdown)
3507                         break;
3508                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3509                         /*
3510                          * We reached our low water mark, reset the
3511                          * request and sleep until we are needed again.
3512                          * The sleep is just so the suspend code works.
3513                          */
3514                         bd_request = 0;
3515                         /*
3516                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3517                          * changed via sysctl and the explicit transition
3518                          * out of shortfall was missed.
3519                          */
3520                         bdirtywakeup();
3521                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3522                                 runningwakeup();
3523                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3524                 } else {
3525                         /*
3526                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3527                          * still have too many dirty buffers, we
3528                          * have to sleep and try again.  (rare)
3529                          */
3530                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3531                 }
3532         }
3533         wakeup(&bd_shutdown);
3534         mtx_unlock(&bdlock);
3535         kthread_exit();
3536 }
3537
3538 /*
3539  *      flushbufqueues:
3540  *
3541  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3542  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3543  *      particularly sensitive to.
3544  */
3545 static int flushwithdeps = 0;
3546 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3547     &flushwithdeps, 0,
3548     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3549
3550 static int
3551 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3552     int flushdeps)
3553 {
3554         struct bufqueue *bq;
3555         struct buf *sentinel;
3556         struct vnode *vp;
3557         struct mount *mp;
3558         struct buf *bp;
3559         int hasdeps;
3560         int flushed;
3561         int error;
3562         bool unlock;
3563
3564         flushed = 0;
3565         bq = &bd->bd_dirtyq;
3566         bp = NULL;
3567         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3568         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3569         BQ_LOCK(bq);
3570         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3571         BQ_UNLOCK(bq);
3572         while (flushed != target) {
3573                 maybe_yield();
3574                 BQ_LOCK(bq);
3575                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3576                 if (bp != NULL) {
3577                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3578                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3579                             b_freelist);
3580                 } else {
3581                         BQ_UNLOCK(bq);
3582                         break;
3583                 }
3584                 /*
3585                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3586                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3587                  *
3588                  * Only flush the buffers that belong to the
3589                  * vnode locked by the curthread.
3590                  */
3591                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3592                     bp->b_vp != lvp)) {
3593                         BQ_UNLOCK(bq);
3594                         continue;
3595                 }
3596                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3597                 BQ_UNLOCK(bq);
3598                 if (error != 0)
3599                         continue;
3600
3601                 /*
3602                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3603                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3604                  */
3605                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3606                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3607                         BUF_UNLOCK(bp);
3608                         continue;
3609                 }
3610                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3611                         bremfreef(bp);
3612                         brelse(bp);
3613                         flushed++;
3614                         continue;
3615                 }
3616
3617                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3618                         if (flushdeps == 0) {
3619                                 BUF_UNLOCK(bp);
3620                                 continue;
3621                         }
3622                         hasdeps = 1;
3623                 } else
3624                         hasdeps = 0;
3625                 /*
3626                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3627                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3628                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3629                  * system.
3630                  *
3631                  * The lock order here is the reverse of the normal
3632                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3633                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3634                  */
3635                 vp = bp->b_vp;
3636                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3637                         BUF_UNLOCK(bp);
3638                         continue;
3639                 }
3640                 if (lvp == NULL) {
3641                         unlock = true;
3642                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3643                 } else {
3644                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3645                         unlock = false;
3646                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3647                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3648                 }
3649                 if (error == 0) {
3650                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3651                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3652                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3653                                 vfs_bio_awrite(bp);
3654                         } else {
3655                                 bremfree(bp);
3656                                 bwrite(bp);
3657                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3658                         }
3659                         vn_finished_write(mp);
3660                         if (unlock)
3661                                 VOP_UNLOCK(vp);
3662                         flushwithdeps += hasdeps;
3663                         flushed++;
3664
3665                         /*
3666                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3667                          * vnode lock leads to deadlock.
3668                          */
3669                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3670                             runningbufspace > hirunningspace)
3671                                 waitrunningbufspace();
3672                         continue;
3673                 }
3674                 vn_finished_write(mp);
3675                 BUF_UNLOCK(bp);
3676         }
3677         BQ_LOCK(bq);
3678         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3679         BQ_UNLOCK(bq);
3680         free(sentinel, M_TEMP);
3681         return (flushed);
3682 }
3683
3684 /*
3685  * Check to see if a block is currently memory resident.
3686  */
3687 struct buf *
3688 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3689 {
3690         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3691 }
3692
3693 /*
3694  * Returns true if no I/O is needed to access the
3695  * associated VM object.  This is like incore except
3696  * it also hunts around in the VM system for the data.
3697  */
3698 bool
3699 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3700 {
3701         vm_object_t obj;
3702         vm_offset_t toff, tinc, size;
3703         vm_page_t m, n;
3704         vm_ooffset_t off;
3705         int valid;
3706
3707         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3708
3709         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3710                 return (true);
3711         if (vp->v_mount == NULL)
3712                 return (false);
3713         obj = vp->v_object;
3714         if (obj == NULL)
3715                 return (false);
3716
3717         size = PAGE_SIZE;
3718         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3719                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3720         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3721
3722         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3723                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3724 recheck:
3725                 if (m == NULL)
3726                         return (false);
3727
3728                 tinc = size;
3729                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3730                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3731                 /*
3732                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3733                  * during the check.
3734                  */
3735                 valid = vm_page_is_valid(m,
3736                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3737                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3738                 if (m != n) {
3739                         m = n;
3740                         goto recheck;
3741                 }
3742                 if (!valid)
3743                         return (false);
3744         }
3745         return (true);
3746 }
3747
3748 /*
3749  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3750  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3751  * to the size of the buffer.
3752  *
3753  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3754  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3755  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3756  *
3757  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3758  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3759  */
3760 static void
3761 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3762 {
3763         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3764         vm_page_t m;
3765         int i;
3766
3767         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3768                 return;
3769
3770         foff = bp->b_offset;
3771         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3772             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3773
3774         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3775         vfs_setdirty_range(bp);
3776         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3777                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3778                 eoff = noff;
3779                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3780                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3781                 m = bp->b_pages[i];
3782                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3783                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3784                 foff = noff;
3785         }
3786         vfs_busy_pages_release(bp);
3787 }
3788
3789 static void
3790 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3791 {
3792         vm_offset_t boffset;
3793         vm_offset_t eoffset;
3794         int i;
3795
3796         /*
3797          * test the pages to see if they have been modified directly
3798          * by users through the VM system.
3799          */
3800         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3801                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3802
3803         /*
3804          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3805          * (eoffset - boffset) bytes.
3806          */
3807
3808         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3809                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3810                         break;
3811         }
3812         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3813
3814         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3815                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3816                         break;
3817                 }
3818         }
3819         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3820
3821         /*
3822          * Fit it to the buffer.
3823          */
3824
3825         if (eoffset > bp->b_bcount)
3826                 eoffset = bp->b_bcount;
3827
3828         /*
3829          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3830          * dirty range.
3831          */
3832
3833         if (boffset < eoffset) {
3834                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3835                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3836                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3837                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3838         }
3839 }
3840
3841 /*
3842  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3843  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3844  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3845  */
3846 static void
3847 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3848 {
3849         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3850         off_t offset;
3851
3852         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3853             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3854         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3855             bp->b_data == unmapped_buf &&
3856             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3857         if (!need_mapping && !need_kva)
3858                 return;
3859
3860         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3861
3862         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3863                 /*
3864                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3865                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3866                  * allocated space.
3867                  */
3868                 goto has_addr;
3869         }
3870
3871         /*
3872          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3873          * if the buffer was mapped.
3874          */
3875         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3876         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3877         offset = blkno * bsize;
3878         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3879         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3880
3881         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3882                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3883                         /*
3884                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3885                          * succeed, not sure what else to do.
3886                          */
3887                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3888                 }
3889                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3890                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3891         }
3892 has_addr:
3893         if (need_mapping) {
3894                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3895                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3896                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3897                 bpmap_qenter(bp);
3898         }
3899 }
3900
3901 struct buf *
3902 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3903     int flags)
3904 {
3905         struct buf *bp;
3906         int error;
3907
3908         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3909         if (error != 0)
3910                 return (NULL);
3911         return (bp);
3912 }
3913
3914 /*
3915  *      getblkx:
3916  *
3917  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3918  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3919  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3920  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3921  *      READ.
3922  *
3923  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3924  *      an existing buffer.
3925  *
3926  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3927  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3928  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3929  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3930  *
3931  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3932  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3933  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3934  *      backing VM.
3935  *
3936  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3937  *      B_CACHE bit is clear.
3938  *
3939  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3940  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3941  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3942  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3943  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3944  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3945  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3946  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3947  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3948  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3949  *
3950  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3951  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3952  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3953  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3954  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3955  *      for blkno and dblkno.
3956  */
3957 int
3958 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3959     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3960 {
3961         struct buf *bp;
3962         struct bufobj *bo;
3963         daddr_t d_blkno;
3964         int bsize, error, maxsize, vmio;
3965         off_t offset;
3966
3967         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3968         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3969             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3970         if (vp->v_type != VCHR)
3971                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3972         if (size > maxbcachebuf)
3973                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3974                     maxbcachebuf);
3975         if (!unmapped_buf_allowed)
3976                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3977
3978         bo = &vp->v_bufobj;
3979         d_blkno = dblkno;
3980
3981         /* Attempt lockless lookup first. */
3982         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3983         if (bp == NULL) {
3984                 /*
3985                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3986                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3987                  */
3988                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3989                         goto loop;
3990                 goto newbuf_unlocked;
3991         }
3992
3993         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3994             0);
3995         if (error != 0)
3996                 goto loop;
3997
3998         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3999         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
4000                 goto foundbuf_fastpath;
4001
4002         /* It changed, fallback to locked lookup. */
4003         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
4004
4005 loop:
4006         BO_RLOCK(bo);
4007         bp = gbincore(bo, blkno);
4008         if (bp != NULL) {
4009                 int lockflags;
4010
4011                 /*
4012                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4013                  * it must be on a queue.
4014                  */
4015                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4016                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4017 #ifdef WITNESS
4018                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4019 #endif
4020
4021                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4022                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4023
4024                 /*
4025                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4026                  * the buffer changed identities.
4027                  */
4028                 if (error == ENOLCK)
4029                         goto loop;
4030                 /* We timed out or were interrupted. */
4031                 else if (error != 0)
4032                         return (error);
4033
4034 foundbuf_fastpath:
4035                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4036                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4037                         goto end;
4038
4039                 /*
4040                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4041                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4042                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4043                  * backing VM cache.
4044                  */
4045                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4046                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4047                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4048                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4049                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4050                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4051                 else
4052                         bremfree(bp);
4053
4054                 /*
4055                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4056                  */
4057                 if (bp->b_bcount != size) {
4058                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4059                             (size > bp->b_kvasize)) {
4060                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4061                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4062                                         bwrite(bp);
4063                                 } else {
4064                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4065                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4066                                                 brelse(bp);
4067                                         } else {
4068                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4069                                                 bwrite(bp);
4070                                         }
4071                                 }
4072                                 goto loop;
4073                         }
4074                 }
4075
4076                 /*
4077                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4078                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4079                  * reservation is requested.
4080                  */
4081                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4082
4083                 /*
4084                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4085                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4086                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4087                  * unchanged from its previous state.
4088                  */
4089                 allocbuf(bp, size);
4090
4091                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4092                     ("getblk: no buffer offset"));
4093
4094                 /*
4095                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4096                  * be committed before we can return the buffer in
4097                  * order to prevent the caller from issuing a read
4098                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4099                  * it.
4100                  *
4101                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4102                  * operate properly either because they assume they
4103                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4104                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4105                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4106                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4107                  * preventing further loops.
4108                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4109                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4110                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4111                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4112                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4113                  * after the write.
4114                  *
4115                  * We might be able to do something fancy, like setting
4116                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4117                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4118                  * confusing.  This is much easier.
4119                  */
4120
4121                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4122                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4123                         bwrite(bp);
4124                         goto loop;
4125                 }
4126                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4127         } else {
4128                 /*
4129                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4130                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4131                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4132                  */
4133                 BO_RUNLOCK(bo);
4134 newbuf_unlocked:
4135                 /*
4136                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4137                  * here.
4138                  */
4139                 if (flags & GB_NOCREAT)
4140                         return (EEXIST);
4141
4142                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4143                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4144                 offset = blkno * bsize;
4145                 vmio = vp->v_object != NULL;
4146                 if (vmio) {
4147                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4148                 } else {
4149                         maxsize = size;
4150                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4151                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4152                 }
4153                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4154                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4155                     !vn_isdisk(vp)) {
4156                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4157                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4158                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4159                             vp));
4160                         if (error != 0)
4161                                 return (error);
4162                         if (d_blkno == -1)
4163                                 return (EJUSTRETURN);
4164                 }
4165
4166                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4167                 if (bp == NULL) {
4168                         if (slpflag || slptimeo)
4169                                 return (ETIMEDOUT);
4170                         /*
4171                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4172                          * enough to work under very low memory conditions.
4173                          *
4174                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4175                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4176                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4177                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4178                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4179                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4180                          * This never happens because we never yield.
4181                          *
4182                          * The real solution is to identify and fix these cases
4183                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4184                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4185                          */
4186                         kern_yield(PRI_USER);
4187                         goto loop;
4188                 }
4189
4190                 /*
4191                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4192                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4193                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4194                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4195                  * throw away the one we just created.
4196                  *
4197                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4198                  * with the vp especially considering limitations in
4199                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4200                  * lblkno's.
4201                  */
4202                 BO_LOCK(bo);
4203                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4204                         BO_UNLOCK(bo);
4205                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4206                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4207                         brelse(bp);
4208                         goto loop;
4209                 }
4210
4211                 /*
4212                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4213                  * be found by incore.
4214                  */
4215                 bp->b_lblkno = blkno;
4216                 bp->b_blkno = d_blkno;
4217                 bp->b_offset = offset;
4218                 bgetvp(vp, bp);
4219                 BO_UNLOCK(bo);
4220
4221                 /*
4222                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4223                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4224                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4225                  * backing store for validity.
4226                  */
4227
4228                 if (vmio) {
4229                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4230                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4231                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4232                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4233                 } else {
4234                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4235                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4236                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4237                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4238                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4239                 }
4240
4241                 allocbuf(bp, size);
4242                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4243                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4244         }
4245         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4246 end:
4247         buf_track(bp, __func__);
4248         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4249             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4250         *bpp = bp;
4251         return (0);
4252 }
4253
4254 /*
4255  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4256  * set to B_INVAL.
4257  */
4258 struct buf *
4259 geteblk(int size, int flags)
4260 {
4261         struct buf *bp;
4262         int maxsize;
4263
4264         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4265         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4266                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4267                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4268                         return (NULL);
4269         }
4270         allocbuf(bp, size);
4271         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4272         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4273         return (bp);
4274 }
4275
4276 /*
4277  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4278  */
4279 static void
4280 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4281 {
4282
4283         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4284                 /*
4285                  * malloced buffers are not shrunk
4286                  */
4287                 if (newbsize == 0) {
4288                         bufmallocadjust(bp, 0);
4289                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4290                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4291                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4292                 }
4293                 return;
4294         }
4295         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4296         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4297 }
4298
4299 /*
4300  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4301  */
4302 static void
4303 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4304 {
4305         caddr_t origbuf;
4306         int origbufsize;
4307
4308         /*
4309          * We only use malloced memory on the first allocation.
4310          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4311          * grows.
4312          *
4313          * There is a potential smp race here that could lead
4314          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4315          * is probably extremely rare and not worth worrying
4316          * over.
4317          */
4318         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4319             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4320                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4321                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4322                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4323                 return;
4324         }
4325
4326         /*
4327          * If the buffer is growing on its other-than-first
4328          * allocation then we revert to the page-allocation
4329          * scheme.
4330          */
4331         origbuf = NULL;
4332         origbufsize = 0;
4333         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4334                 origbuf = bp->b_data;
4335                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4336                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4337                 bufmallocadjust(bp, 0);
4338                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4339                 newbsize = round_page(newbsize);
4340         }
4341         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4342             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4343         if (origbuf != NULL) {
4344                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4345                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4346         }
4347         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4348 }
4349
4350 /*
4351  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4352  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4353  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4354  * resize a buffer up or down.
4355  *
4356  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4357  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4358  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4359  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4360  *
4361  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4362  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4363  */
4364 int
4365 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4366 {
4367         int newbsize;
4368
4369         if (bp->b_bcount == size)
4370                 return (1);
4371
4372         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4373             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4374             bp, bp->b_kvasize, size));
4375
4376         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4377         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4378                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4379                         newbsize = round_page(newbsize);
4380                 /*
4381                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4382                  * mess with B_CACHE.
4383                  */
4384                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4385                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4386                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4387                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4388         } else {
4389                 int desiredpages;
4390
4391                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4392                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4393
4394                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4395                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4396
4397                 /*
4398                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4399                  * 0-length.
4400                  */
4401                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4402                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4403
4404                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4405                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4406                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4407                 else if (size > bp->b_bcount)
4408                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4409                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4410         }
4411         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4412         return (1);
4413 }
4414
4415 extern int inflight_transient_maps;
4416
4417 static struct bio_queue nondump_bios;
4418
4419 void
4420 biodone(struct bio *bp)
4421 {
4422         struct mtx *mtxp;
4423         void (*done)(struct bio *);
4424         vm_offset_t start, end;
4425
4426         biotrack(bp, __func__);
4427
4428         /*
4429          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4430          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4431          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4432          * to keep the system usable after it has been resumed.
4433          */
4434         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4435                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4436                 return;
4437         }
4438         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4439                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4440                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4441                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4442                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4443                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4444                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4445                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4446                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4447         }
4448         done = bp->bio_done;
4449         /*
4450          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4451          * used as a bio_done routine.
4452          */
4453         if (done == NULL || done == biodone) {
4454                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4455                 mtx_lock(mtxp);
4456                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4457                 wakeup(bp);
4458                 mtx_unlock(mtxp);
4459         } else
4460                 done(bp);
4461 }
4462
4463 /*
4464  * Wait for a BIO to finish.
4465  */
4466 int
4467 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4468 {
4469         struct mtx *mtxp;
4470
4471         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4472         mtx_lock(mtxp);
4473         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4474                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4475         mtx_unlock(mtxp);
4476         if (bp->bio_error != 0)
4477                 return (bp->bio_error);
4478         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4479                 return (0);
4480         return (EIO);
4481 }
4482
4483 void
4484 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4485 {
4486
4487         if (error) {
4488                 bp->bio_error = error;
4489                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4490         }
4491         if (stat != NULL)
4492                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4493         biodone(bp);
4494 }
4495
4496 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4497 void
4498 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4499 {
4500
4501         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4502 }
4503 #endif
4504
4505 /*
4506  *      bufwait:
4507  *
4508  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4509  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4510  *      error and cleared.
4511  */
4512 int
4513 bufwait(struct buf *bp)
4514 {
4515         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4516                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4517         else
4518                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4519         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4520                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4521                 return (EINTR);
4522         }
4523         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4524                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4525         } else {
4526                 return (0);
4527         }
4528 }
4529
4530 /*
4531  *      bufdone:
4532  *
4533  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4534  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4535  *      not allowed.
4536  *
4537  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4538  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4539  *      assuming B_INVAL is clear.
4540  *
4541  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4542  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4543  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4544  *
4545  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4546  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4547  *      in the biodone routine.
4548  */
4549 void
4550 bufdone(struct buf *bp)
4551 {
4552         struct bufobj *dropobj;
4553         void    (*biodone)(struct buf *);
4554
4555         buf_track(bp, __func__);
4556         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4557         dropobj = NULL;
4558
4559         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4560
4561         runningbufwakeup(bp);
4562         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4563                 dropobj = bp->b_bufobj;
4564         /* call optional completion function if requested */
4565         if (bp->b_iodone != NULL) {
4566                 biodone = bp->b_iodone;
4567                 bp->b_iodone = NULL;
4568                 (*biodone) (bp);
4569                 if (dropobj)
4570                         bufobj_wdrop(dropobj);
4571                 return;
4572         }
4573         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4574                 /*
4575                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4576                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4577                  * routines.
4578                  */
4579                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4580                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4581                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4582                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4583                 vfs_vmio_iodone(bp);
4584         }
4585         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4586                 buf_complete(bp);
4587         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4588                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4589                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4590                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4591                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4592         }
4593         /*
4594          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4595          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4596          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4597          */
4598         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4599                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4600                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4601                         brelse(bp);
4602                 else
4603                         bqrelse(bp);
4604         } else
4605                 bdone(bp);
4606         if (dropobj)
4607                 bufobj_wdrop(dropobj);
4608 }
4609
4610 /*
4611  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4612  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4613  * consistent.
4614  */
4615 void
4616 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4617 {
4618         int i;
4619         vm_object_t obj;
4620         vm_page_t m;
4621
4622         runningbufwakeup(bp);
4623         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4624                 return;
4625
4626         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4627         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4628                 m = bp->b_pages[i];
4629                 if (m == bogus_page) {
4630                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4631                         if (!m)
4632                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4633                         bp->b_pages[i] = m;
4634                         if (buf_mapped(bp)) {
4635                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4636                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4637                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4638                         } else
4639                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4640                 }
4641                 vm_page_sunbusy(m);
4642         }
4643         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4644 }
4645
4646 /*
4647  * vfs_page_set_valid:
4648  *
4649  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4650  *      range is restricted to the buffer's size.
4651  *
4652  *      This routine is typically called after a read completes.
4653  */
4654 static void
4655 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4656 {
4657         vm_ooffset_t eoff;
4658
4659         /*
4660          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4661          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4662          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4663          * allocation size of the buffer.
4664          */
4665         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4666         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4667                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4668
4669         /*
4670          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4671          * entire page.
4672          */
4673         if (eoff > off)
4674                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4675 }
4676
4677 /*
4678  * vfs_page_set_validclean:
4679  *
4680  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4681  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4682  */
4683 static void
4684 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4685 {
4686         vm_ooffset_t soff, eoff;
4687
4688         /*
4689          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4690          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4691          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4692          * of the buffer.
4693          */
4694         soff = off;
4695         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4696         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4697                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4698
4699         /*
4700          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4701          * entire page.
4702          */
4703         if (eoff > soff) {
4704                 vm_page_set_validclean(
4705                     m,
4706                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4707                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4708                 );
4709         }
4710 }
4711
4712 /*
4713  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4714  */
4715 void
4716 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4717 {
4718         int i;
4719
4720         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4721                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4722 }
4723
4724 void
4725 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4726 {
4727         int i;
4728
4729         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4730                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4731 }
4732
4733 /*
4734  * This routine is called before a device strategy routine.
4735  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4736  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4737  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4738  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4739  * inconsistent.
4740  *
4741  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4742  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4743  * and should be ignored.
4744  */
4745 void
4746 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4747 {
4748         vm_object_t obj;
4749         vm_ooffset_t foff;
4750         vm_page_t m;
4751         int i;
4752         bool bogus;
4753
4754         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4755                 return;
4756
4757         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4758         foff = bp->b_offset;
4759         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4760             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4761         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4762                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4763                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4764         }
4765         if (bp->b_bufsize != 0)
4766                 vfs_setdirty_range(bp);
4767         bogus = false;
4768         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4769                 m = bp->b_pages[i];
4770                 vm_page_assert_sbusied(m);
4771
4772                 /*
4773                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4774                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4775                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4776                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4777                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4778                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4779                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4780                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4781                  * first place ).  The replacement prevents the read
4782                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4783                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4784                  * It may not work properly with small-block devices.
4785                  * We need to find a better way.
4786                  */
4787                 if (clear_modify) {
4788                         pmap_remove_write(m);
4789                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4790                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4791                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4792                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4793                         bogus = true;
4794                 }
4795                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4796         }
4797         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4798                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4799                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4800                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4801         }
4802 }
4803
4804 /*
4805  *      vfs_bio_set_valid:
4806  *
4807  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4808  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4809  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4810  *      page.
4811  */
4812 void
4813 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4814 {
4815         int i, n;
4816         vm_page_t m;
4817
4818         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4819                 return;
4820
4821         /*
4822          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4823          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4824          * first page that can be validated.
4825          */
4826         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4827         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4828
4829         /*
4830          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4831          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4832          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4833          * other page validation.
4834          */
4835         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4836         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4837                 m = bp->b_pages[i];
4838                 if (n > size)
4839                         n = size;
4840                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4841                 base += n;
4842                 size -= n;
4843                 n = PAGE_SIZE;
4844         }
4845         vfs_busy_pages_release(bp);
4846 }
4847
4848 /*
4849  *      vfs_bio_clrbuf:
4850  *
4851  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4852  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4853  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4854  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4855  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4856  *
4857  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4858  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4859  */
4860 void
4861 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4862 {
4863         int i, j, sa, ea, slide, zbits;
4864         vm_page_bits_t mask;
4865
4866         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4867                 clrbuf(bp);
4868                 return;
4869         }
4870         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4871         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4872         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4873         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4874         slide = 0;
4875         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4876                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4877                 ea = slide & PAGE_MASK;
4878                 if (ea == 0)
4879                         ea = PAGE_SIZE;
4880                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4881                         continue;
4882                 j = sa / DEV_BSIZE;
4883                 zbits = (sizeof(vm_page_bits_t) * NBBY) -
4884                     (ea - sa) / DEV_BSIZE;
4885                 mask = (VM_PAGE_BITS_ALL >> zbits) << j;
4886                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4887                         continue;
4888                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4889                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4890                 else {
4891                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4892                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4893                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4894                                             sa, DEV_BSIZE);
4895                                 }
4896                         }
4897                 }
4898                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4899                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4900         }
4901         vfs_busy_pages_release(bp);
4902         bp->b_resid = 0;
4903 }
4904
4905 void
4906 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4907 {
4908         vm_page_t m;
4909         int i, n;
4910
4911         if (buf_mapped(bp)) {
4912                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4913                 bzero(bp->b_data + base, size);
4914         } else {
4915                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4916                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4917                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4918                         m = bp->b_pages[i];
4919                         if (n > size)
4920                                 n = size;
4921                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4922                         base += n;
4923                         size -= n;
4924                         n = PAGE_SIZE;
4925                 }
4926         }
4927 }
4928
4929 /*
4930  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4931  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4932  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4933  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4934  */
4935 static void
4936 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4937 {
4938
4939         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4940             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4941
4942         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4943                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4944         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4945                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4946         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4947                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4948                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4949                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4950                 if (release)
4951                         brelse(bp);
4952         } else if (release)
4953                 bqrelse(bp);
4954 }
4955
4956 void
4957 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4958 {
4959
4960         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4961 }
4962
4963 void
4964 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4965 {
4966
4967         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4968 }
4969
4970 /*
4971  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4972  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4973  * not associated with a file object.
4974  */
4975 static void
4976 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4977 {
4978         vm_offset_t pg;
4979         vm_page_t p;
4980         int index;
4981
4982         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4983
4984         to = round_page(to);
4985         from = round_page(from);
4986         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4987         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4988         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4989             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4990             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4991
4992         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4993                 /*
4994                  * note: must allocate system pages since blocking here
4995                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4996                  * process we are.
4997                  */
4998                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4999                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
5000                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
5001                 bp->b_pages[index] = p;
5002         }
5003         bp->b_npages = index;
5004 }
5005
5006 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
5007 static void
5008 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
5009 {
5010         vm_offset_t from;
5011         vm_page_t p;
5012         int index, newnpages;
5013
5014         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
5015
5016         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
5017         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5018         if (bp->b_npages > newnpages)
5019                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5020         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5021                 p = bp->b_pages[index];
5022                 bp->b_pages[index] = NULL;
5023                 vm_page_unwire_noq(p);
5024                 vm_page_free(p);
5025         }
5026         bp->b_npages = newnpages;
5027 }
5028
5029 /*
5030  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5031  *
5032  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5033  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5034  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5035  *
5036  * Note that even if the caller determines that the address space should
5037  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5038  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5039  * check the return value.
5040  *
5041  * This function only works with pager buffers.
5042  */
5043 int
5044 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5045 {
5046         vm_prot_t prot;
5047         int pidx;
5048
5049         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5050         prot = VM_PROT_READ;
5051         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5052                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5053         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5054             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5055         if (pidx < 0)
5056                 return (-1);
5057         bp->b_bufsize = len;
5058         bp->b_npages = pidx;
5059         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5060         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5061                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5062                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5063         } else
5064                 bp->b_data = unmapped_buf;
5065         return (0);
5066 }
5067
5068 /*
5069  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5070  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5071  *
5072  * This function only works with pager buffers.
5073  */
5074 void
5075 vunmapbuf(struct buf *bp)
5076 {
5077         int npages;
5078
5079         npages = bp->b_npages;
5080         if (buf_mapped(bp))
5081                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5082         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5083
5084         bp->b_data = unmapped_buf;
5085 }
5086
5087 void
5088 bdone(struct buf *bp)
5089 {
5090         struct mtx *mtxp;
5091
5092         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5093         mtx_lock(mtxp);
5094         bp->b_flags |= B_DONE;
5095         wakeup(bp);
5096         mtx_unlock(mtxp);
5097 }
5098
5099 void
5100 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5101 {
5102         struct mtx *mtxp;
5103
5104         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5105         mtx_lock(mtxp);
5106         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5107                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5108         mtx_unlock(mtxp);
5109 }
5110
5111 int
5112 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5113 {
5114
5115         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5116 }
5117
5118 void
5119 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5120 {
5121         int i __unused;
5122         struct vnode *vp;
5123
5124         vp = bp->b_vp;
5125         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5126         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5127             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5128         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5129         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5130 }
5131
5132 /*
5133  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5134  */
5135 void
5136 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5137 {
5138         static volatile int bufobj_cleanq;
5139
5140         bo->bo_domain =
5141             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5142         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5143         bo->bo_private = private;
5144         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5145         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5146 }
5147
5148 void
5149 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5150 {
5151
5152         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5153         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5154         bo->bo_numoutput++;
5155 }
5156
5157 void
5158 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5159 {
5160
5161         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5162         BO_LOCK(bo);
5163         bo->bo_numoutput++;
5164         BO_UNLOCK(bo);
5165 }
5166
5167 void
5168 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5169 {
5170
5171         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5172         BO_LOCK(bo);
5173         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5174         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5175                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5176                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5177         }
5178         BO_UNLOCK(bo);
5179 }
5180
5181 int
5182 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5183 {
5184         int error;
5185
5186         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5187         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5188         error = 0;
5189         while (bo->bo_numoutput) {
5190                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5191                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5192                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5193                 if (error)
5194                         break;
5195         }
5196         return (error);
5197 }
5198
5199 /*
5200  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5201  */
5202 void
5203 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5204 {
5205
5206         if (!buf_mapped(bp)) {
5207                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5208                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5209                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5210                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5211                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5212                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5213                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5214                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5215                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5216                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5217         } else {
5218                 bip->bio_data = bp->b_data;
5219                 bip->bio_ma = NULL;
5220         }
5221 }
5222
5223 static int buf_pager_relbuf;
5224 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5225     &buf_pager_relbuf, 0,
5226     "Make buffer pager release buffers after reading");
5227
5228 /*
5229  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5230  *
5231  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5232  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5233  * device block size is greater than the machine page size.  The
5234  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5235  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5236  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5237  * pages.
5238  *
5239  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5240  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5241  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5242  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5243  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5244  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5245  */
5246 int
5247 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5248     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5249     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5250 {
5251         vm_page_t m;
5252         vm_object_t object;
5253         struct buf *bp;
5254         struct mount *mp;
5255         daddr_t lbn, lbnp;
5256         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5257         long bo_bs, bsize;
5258         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5259         bool redo, lpart;
5260
5261         object = vp->v_object;
5262         mp = vp->v_mount;
5263         error = 0;
5264         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5265         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5266                 return (VM_PAGER_BAD);
5267
5268         /*
5269          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5270          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5271          * and the start of the potential read-ahead region.
5272          */
5273         la += PAGE_SIZE;
5274         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5275         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5276             &bo_bs);
5277         if (error != 0)
5278                 return (VM_PAGER_ERROR);
5279
5280         /*
5281          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5282          */
5283         pgsin = count;
5284         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5285         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5286         pgsin += pgsin_b;
5287         if (rbehind != NULL)
5288                 *rbehind = pgsin_b;
5289         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5290         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5291                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5292                     PAGE_SIZE) - la);
5293         pgsin += pgsin_a;
5294         if (rahead != NULL)
5295                 *rahead = pgsin_a;
5296         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5297         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5298
5299         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5300             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5301 again:
5302         for (i = 0; i < count; i++) {
5303                 if (ma[i] != bogus_page)
5304                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5305         }
5306
5307         lbnp = -1;
5308         for (i = 0; i < count; i++) {
5309                 m = ma[i];
5310                 if (m == bogus_page)
5311                         continue;
5312
5313                 /*
5314                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5315                  * owned, which together allow for the pages'
5316                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5317                  * useless creation of the buffer for the most typical
5318                  * case when invalidation is not used in redo or for
5319                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5320                  * the end of the function catches the race in a
5321                  * reliable way (protected by the object lock).
5322                  */
5323                 if (vm_page_all_valid(m))
5324                         continue;
5325
5326                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5327                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5328                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5329                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5330                         if (lbn == lbnp)
5331                                 goto next_page;
5332                         lbnp = lbn;
5333
5334                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5335                         if (error == 0)
5336                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5337                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5338                         if (error != 0)
5339                                 goto end_pages;
5340                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5341                                 crfree(bp->b_rcred);
5342                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5343                         }
5344                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5345                                 /*
5346                                  * Invalidation clears m->valid, but
5347                                  * may leave B_CACHE flag if the
5348                                  * buffer existed at the invalidation
5349                                  * time.  In this case, recycle the
5350                                  * buffer to do real read on next
5351                                  * bread() after redo.
5352                                  *
5353                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5354                                  * necessary, enable to reduce buf
5355                                  * cache pressure.
5356                                  */
5357                                 if (buf_pager_relbuf ||
5358                                     !vm_page_all_valid(m))
5359                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5360
5361                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5362                                 brelse(bp);
5363                         } else {
5364                                 bqrelse(bp);
5365                         }
5366                 }
5367                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5368                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5369                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5370                 if (i == count - 1 && lpart) {
5371                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5372                             !vm_page_all_valid(m))
5373                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5374                 }
5375 next_page:;
5376         }
5377 end_pages:
5378
5379         redo = false;
5380         for (i = 0; i < count; i++) {
5381                 if (ma[i] == bogus_page)
5382                         continue;
5383                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5384                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5385                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5386                             VM_ALLOC_NORMAL);
5387                 }
5388
5389                 /*
5390                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5391                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5392                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5393                  * relinguish, they could have been invalidated.
5394                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5395                  *
5396                  * Note that the last page is made fully valid in the
5397                  * read loop, and partial validity for the page at
5398                  * index count - 1 could mean that the page was
5399                  * invalidated or removed, so we must restart for
5400                  * safety as well.
5401                  */
5402                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5403                         redo = true;
5404         }
5405         if (redo && error == 0)
5406                 goto again;
5407         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5408 }
5409
5410 #include "opt_ddb.h"
5411 #ifdef DDB
5412 #include <ddb/ddb.h>
5413
5414 /* DDB command to show buffer data */
5415 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5416 {
5417         /* get args */
5418         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5419 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5420         uint32_t i, j;
5421 #endif
5422
5423         if (!have_addr) {
5424                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5425                 return;
5426         }
5427
5428         db_printf("buf at %p\n", bp);
5429         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5430             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5431             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5432         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5433             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5434             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5435         db_printf(
5436             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5437             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5438             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5439             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5440             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5441             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5442         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5443             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5444         if (bp->b_npages) {
5445                 int i;
5446                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5447                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5448                         vm_page_t m;
5449                         m = bp->b_pages[i];
5450                         if (m != NULL)
5451                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5452                                     (u_long)m->pindex,
5453                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5454                         else
5455                                 db_printf("( ??? )");
5456                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5457                                 db_printf(",");
5458                 }
5459                 db_printf("\n");
5460         }
5461         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5462 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5463         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5464
5465         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5466         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5467                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5468                         continue;
5469                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5470                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5471         }
5472 #elif defined(BUF_TRACKING)
5473         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5474 #endif
5475         db_printf(" ");
5476 }
5477
5478 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(bufqueues, bufqueues, DB_CMD_MEMSAFE)
5479 {
5480         struct bufdomain *bd;
5481         struct buf *bp;
5482         long total;
5483         int i, j, cnt;
5484
5485         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5486
5487         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5488                 bd = &bdomain[i];
5489                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5490                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5491                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5492                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5493                 db_printf("\n");
5494                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5495                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5496                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5497                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5498                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5499                 db_printf("\n");
5500                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5501                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5502                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5503                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5504                 db_printf("\n");
5505                 total = 0;
5506                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5507                         total += bp->b_bufsize;
5508                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5509                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5510                 total = 0;
5511                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5512                         total += bp->b_bufsize;
5513                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5514                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5515                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5516                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5517                 db_printf("\tCPU ");
5518                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5519                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5520                 db_printf("\n");
5521                 cnt = 0;
5522                 total = 0;
5523                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5524                         bp = nbufp(j);
5525                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5526                                 cnt++;
5527                                 total += bp->b_bufsize;
5528                         }
5529                 }
5530                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5531                 cnt = 0;
5532                 total = 0;
5533                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5534                         bp = nbufp(j);
5535                         if (bp->b_domain == i) {
5536                                 cnt++;
5537                                 total += bp->b_bufsize;
5538                         }
5539                 }
5540                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5541         }
5542 }
5543
5544 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(lockedbufs, lockedbufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5545 {
5546         struct buf *bp;
5547         int i;
5548
5549         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5550                 bp = nbufp(i);
5551                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5552                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5553                         db_printf("\n");
5554                         if (db_pager_quit)
5555                                 break;
5556                 }
5557         }
5558 }
5559
5560 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5561 {
5562         struct vnode *vp;
5563         struct buf *bp;
5564
5565         if (!have_addr) {
5566                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5567                 return;
5568         }
5569         vp = (struct vnode *)addr;
5570         db_printf("Clean buffers:\n");
5571         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5572                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5573                 db_printf("\n");
5574         }
5575         db_printf("Dirty buffers:\n");
5576         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5577                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5578                 db_printf("\n");
5579         }
5580 }
5581
5582 DB_COMMAND_FLAGS(countfreebufs, db_coundfreebufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5583 {
5584         struct buf *bp;
5585         int i, used = 0, nfree = 0;
5586
5587         if (have_addr) {
5588                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5589                 return;
5590         }
5591
5592         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5593                 bp = nbufp(i);
5594                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5595                         nfree++;
5596                 else
5597                         used++;
5598         }
5599
5600         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5601             nfree + used);
5602         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5603 }
5604 #endif /* DDB */