sys/kern/vfs_bio.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
   5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
   6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
   7  * All rights reserved.
   8  *
   9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
  10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 /*
  35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
  36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
  37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
  38  * as this is not realized.
  39  *
  40  * Author:  John S. Dyson
  41  * Significant help during the development and debugging phases
  42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
  43  *
  44  * see man buf(9) for more info.
  45  */
  46
  47 #include <sys/cdefs.h>
  48 __FBSDID("$FreeBSD$");
  49
  50 #include <sys/param.h>
  51 #include <sys/systm.h>
  52 #include <sys/asan.h>
  53 #include <sys/bio.h>
  54 #include <sys/bitset.h>
  55 #include <sys/conf.h>
  56 #include <sys/counter.h>
  57 #include <sys/buf.h>
  58 #include <sys/devicestat.h>
  59 #include <sys/eventhandler.h>
  60 #include <sys/fail.h>
  61 #include <sys/ktr.h>
  62 #include <sys/limits.h>
  63 #include <sys/lock.h>
  64 #include <sys/malloc.h>
  65 #include <sys/mount.h>
  66 #include <sys/mutex.h>
  67 #include <sys/kernel.h>
  68 #include <sys/kthread.h>
  69 #include <sys/proc.h>
  70 #include <sys/racct.h>
  71 #include <sys/refcount.h>
  72 #include <sys/resourcevar.h>
  73 #include <sys/rwlock.h>
  74 #include <sys/smp.h>
  75 #include <sys/sysctl.h>
  76 #include <sys/syscallsubr.h>
  77 #include <sys/vmem.h>
  78 #include <sys/vmmeter.h>
  79 #include <sys/vnode.h>
  80 #include <sys/watchdog.h>
  81 #include <geom/geom.h>
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/vm_param.h>
  84 #include <vm/vm_kern.h>
  85 #include <vm/vm_object.h>
  86 #include <vm/vm_page.h>
  87 #include <vm/vm_pageout.h>
  88 #include <vm/vm_pager.h>
  89 #include <vm/vm_extern.h>
  90 #include <vm/vm_map.h>
  91 #include <vm/swap_pager.h>
  92
  93 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
  94
  95 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
  96
  97 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
  98         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
  99         .bop_write      =       bufwrite,
 100         .bop_strategy   =       bufstrategy,
 101         .bop_sync       =       bufsync,
 102         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
 103 };
 104
 105 struct bufqueue {
 106         struct mtx_padalign     bq_lock;
 107         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
 108         uint8_t                 bq_index;
 109         uint16_t                bq_subqueue;
 110         int                     bq_len;
 111 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
 112
 113 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
 114 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
 115 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
 116 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
 117
 118 struct bufdomain {
 119         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
 120         struct bufqueue bd_dirtyq;
 121         struct bufqueue *bd_cleanq;
 122         struct mtx_padalign bd_run_lock;
 123         /* Constants */
 124         long            bd_maxbufspace;
 125         long            bd_hibufspace;
 126         long            bd_lobufspace;
 127         long            bd_bufspacethresh;
 128         int             bd_hifreebuffers;
 129         int             bd_lofreebuffers;
 130         int             bd_hidirtybuffers;
 131         int             bd_lodirtybuffers;
 132         int             bd_dirtybufthresh;
 133         int             bd_lim;
 134         /* atomics */
 135         int             bd_wanted;
 136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
 137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
 138         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
 139         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
 140 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
 141
 142 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
 143 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
 144 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
 145 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
 146 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
 147 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
 148 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
 149 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
 150
 151 static char *buf;               /* buffer header pool */
 152 static struct buf *
 153 nbufp(unsigned i)
 154 {
 155         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
 156             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
 157 }
 158
 159 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
 160
 161 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
 162 struct proc *bufdaemonproc;
 163
 164 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
 165 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
 166                 vm_offset_t to);
 167 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
 168 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
 169                 vm_page_t m);
 170 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
 171 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
 172 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
 173 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
 174 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
 175 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
 176                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
 177 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
 178                 void (*)(struct buf *));
 179 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
 180 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
 181 static void buf_daemon(void);
 182 static __inline void bd_wakeup(void);
 183 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 184 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
 185 static void bufkva_free(struct buf *);
 186 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
 187 static void buf_release(void *, void **, int);
 188 static void maxbcachebuf_adjust(void);
 189 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
 190 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
 191 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
 192 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
 193 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
 194             const char *lockname);
 195 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
 196 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
 197 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 198 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 199
 200 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 201 int vmiodirenable = TRUE;
 202 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
 203     "Use the VM system for directory writes");
 204 long runningbufspace;
 205 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
 206     "Amount of presently outstanding async buffer io");
 207 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
 208     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
 209 static counter_u64_t bufkvaspace;
 210 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
 211     "Kernel virtual memory used for buffers");
 212 static long maxbufspace;
 213 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
 214     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
 215     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
 216     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
 217 static long bufmallocspace;
 218 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
 219     "Amount of malloced memory for buffers");
 220 static long maxbufmallocspace;
 221 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
 222     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
 223 static long lobufspace;
 224 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
 225     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
 226     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
 227     "Minimum amount of buffers we want to have");
 228 long hibufspace;
 229 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
 230     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
 231     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
 232     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
 233 long bufspacethresh;
 234 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
 235     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
 236     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
 237     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
 238 static counter_u64_t buffreekvacnt;
 239 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
 240     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
 241 static counter_u64_t bufdefragcnt;
 242 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
 243     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
 244 static long lorunningspace;
 245 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
 246     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
 247     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
 248 static long hirunningspace;
 249 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
 250     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
 251     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
 252 int dirtybufferflushes;
 253 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
 254     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
 255 int bdwriteskip;
 256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
 257     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
 258 int altbufferflushes;
 259 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
 260     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
 261 static int recursiveflushes;
 262 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
 263     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
 264 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 265 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
 266     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
 267     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
 268 static int lodirtybuffers;
 269 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
 270     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
 271     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
 272     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
 273 static int hidirtybuffers;
 274 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
 275     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
 276     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
 277     "When the number of dirty buffers is considered severe");
 278 int dirtybufthresh;
 279 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
 280     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
 281     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
 282     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
 283 static int numfreebuffers;
 284 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
 285     "Number of free buffers");
 286 static int lofreebuffers;
 287 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
 288     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
 289     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
 290    "Target number of free buffers");
 291 static int hifreebuffers;
 292 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
 293     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
 294     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
 295    "Threshold for clean buffer recycling");
 296 static counter_u64_t getnewbufcalls;
 297 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
 298    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
 299 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
 300 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
 301     &getnewbufrestarts,
 302     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
 303 static counter_u64_t mappingrestarts;
 304 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
 305     &mappingrestarts,
 306     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
 307     "unmapped buffer");
 308 static counter_u64_t numbufallocfails;
 309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
 310     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
 311 static int flushbufqtarget = 100;
 312 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
 313     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
 314 static counter_u64_t notbufdflushes;
 315 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
 316     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
 317 static long barrierwrites;
 318 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
 319     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
 320 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
 321     &unmapped_buf_allowed, 0,
 322     "Permit the use of the unmapped i/o");
 323 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
 324 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
 325     "Maximum size of a buffer cache block");
 326
 327 /*
 328  * This lock synchronizes access to bd_request.
 329  */
 330 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
 331
 332 /*
 333  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
 334  * waitrunningbufspace().
 335  */
 336 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
 337
 338 /*
 339  * Lock that protects bdirtywait.
 340  */
 341 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
 342
 343 /*
 344  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
 345  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
 346  * is idling.
 347  */
 348 static int bd_request;
 349
 350 /*
 351  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
 352  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
 353  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
 354  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
 355  */
 356 static int bd_speedupreq;
 357
 358 /*
 359  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
 360  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
 361  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
 362  */
 363 static int runningbufreq;
 364
 365 /*
 366  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
 367  */
 368 static int bdirtywait;
 369
 370 /*
 371  * Definitions for the buffer free lists.
 372  */
 373 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
 374 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
 375 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
 376 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
 377 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
 378
 379 /* Maximum number of buffer domains. */
 380 #define BUF_DOMAINS     8
 381
 382 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
 383 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
 384
 385 /* Configured number of clean queues. */
 386 static int __read_mostly buf_domains;
 387
 388 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
 389 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
 390 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
 391
 392 /*
 393  * per-cpu empty buffer cache.
 394  */
 395 uma_zone_t buf_zone;
 396
 397 /*
 398  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
 399  * buf_wmesg is referred from macros.
 400  */
 401 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
 402
 403 static int
 404 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 405 {
 406         long value;
 407         int error;
 408
 409         value = *(long *)arg1;
 410         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
 411         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 412                 return (error);
 413         mtx_lock(&rbreqlock);
 414         if (arg1 == &hirunningspace) {
 415                 if (value < lorunningspace)
 416                         error = EINVAL;
 417                 else
 418                         hirunningspace = value;
 419         } else {
 420                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
 421                     ("%s: unknown arg1", __func__));
 422                 if (value > hirunningspace)
 423                         error = EINVAL;
 424                 else
 425                         lorunningspace = value;
 426         }
 427         mtx_unlock(&rbreqlock);
 428         return (error);
 429 }
 430
 431 static int
 432 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 433 {
 434         int error;
 435         int value;
 436         int i;
 437
 438         value = *(int *)arg1;
 439         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
 440         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 441                 return (error);
 442         *(int *)arg1 = value;
 443         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
 444                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
 445                     value / buf_domains;
 446
 447         return (error);
 448 }
 449
 450 static int
 451 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 452 {
 453         long value;
 454         int error;
 455         int i;
 456
 457         value = *(long *)arg1;
 458         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
 459         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
 460                 return (error);
 461         *(long *)arg1 = value;
 462         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
 463                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
 464                     value / buf_domains;
 465
 466         return (error);
 467 }
 468
 469 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
 470     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
 471 static int
 472 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 473 {
 474         long lvalue;
 475         int ivalue;
 476         int i;
 477
 478         lvalue = 0;
 479         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
 480                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
 481         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
 482                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
 483         if (lvalue > INT_MAX)
 484                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
 485                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
 486         ivalue = lvalue;
 487         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
 488 }
 489 #else
 490 static int
 491 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 492 {
 493         long lvalue;
 494         int i;
 495
 496         lvalue = 0;
 497         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
 498                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
 499         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
 500 }
 501 #endif
 502
 503 static int
 504 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 505 {
 506         int value;
 507         int i;
 508
 509         value = 0;
 510         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
 511                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
 512         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
 513 }
 514
 515 /*
 516  *      bdirtywakeup:
 517  *
 518  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
 519  */
 520 static void
 521 bdirtywakeup(void)
 522 {
 523         mtx_lock(&bdirtylock);
 524         if (bdirtywait) {
 525                 bdirtywait = 0;
 526                 wakeup(&bdirtywait);
 527         }
 528         mtx_unlock(&bdirtylock);
 529 }
 530
 531 /*
 532  *      bd_clear:
 533  *
 534  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
 535  *      is decremented.
 536  */
 537 static void
 538 bd_clear(struct bufdomain *bd)
 539 {
 540
 541         mtx_lock(&bdirtylock);
 542         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
 543                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
 544         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
 545                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
 546         mtx_unlock(&bdirtylock);
 547 }
 548
 549 /*
 550  *      bd_set:
 551  *
 552  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
 553  *      is incremented.
 554  */
 555 static void
 556 bd_set(struct bufdomain *bd)
 557 {
 558
 559         mtx_lock(&bdirtylock);
 560         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
 561                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
 562         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
 563                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
 564         mtx_unlock(&bdirtylock);
 565 }
 566
 567 /*
 568  *      bdirtysub:
 569  *
 570  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
 571  *      threads blocked in bwillwrite().
 572  */
 573 static void
 574 bdirtysub(struct buf *bp)
 575 {
 576         struct bufdomain *bd;
 577         int num;
 578
 579         bd = bufdomain(bp);
 580         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
 581         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
 582                 bdirtywakeup();
 583         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
 584                 bd_clear(bd);
 585 }
 586
 587 /*
 588  *      bdirtyadd:
 589  *
 590  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf
 591  *      daemon if needed.
 592  */
 593 static void
 594 bdirtyadd(struct buf *bp)
 595 {
 596         struct bufdomain *bd;
 597         int num;
 598
 599         /*
 600          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
 601          * buf daemon will keep running until the condition clears.
 602          */
 603         bd = bufdomain(bp);
 604         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
 605         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
 606                 bd_wakeup();
 607         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
 608                 bd_set(bd);
 609 }
 610
 611 /*
 612  *      bufspace_daemon_wakeup:
 613  *
 614  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
 615  */
 616 static void
 617 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
 618 {
 619
 620         /*
 621          * avoid the lock if the daemon is running.
 622          */
 623         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
 624                 BD_RUN_LOCK(bd);
 625                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
 626                 wakeup(&bd->bd_running);
 627                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
 628         }
 629 }
 630
 631 /*
 632  *      bufspace_daemon_wait:
 633  *
 634  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
 635  */
 636 static void
 637 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
 638 {
 639         /*
 640          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
 641          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
 642          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
 643          * freebuffers prior to checking bd_running.
 644          */
 645         BD_RUN_LOCK(bd);
 646         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
 647         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
 648             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
 649                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
 650                     "-", hz);
 651         } else {
 652                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
 653                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
 654                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
 655         }
 656 }
 657
 658 /*
 659  *      bufspace_adjust:
 660  *
 661  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
 662  *      waking any waiters.
 663  */
 664 static void
 665 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
 666 {
 667         struct bufdomain *bd;
 668         long space;
 669         int diff;
 670
 671         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
 672             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
 673         bd = bufdomain(bp);
 674         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
 675         if (diff < 0) {
 676                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
 677         } else if (diff > 0) {
 678                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
 679                 /* Wake up the daemon on the transition. */
 680                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
 681                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
 682                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
 683         }
 684         bp->b_bufsize = bufsize;
 685 }
 686
 687 /*
 688  *      bufspace_reserve:
 689  *
 690  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
 691  *      different space limit than data.
 692  */
 693 static int
 694 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
 695 {
 696         long limit, new;
 697         long space;
 698
 699         if (metadata)
 700                 limit = bd->bd_maxbufspace;
 701         else
 702                 limit = bd->bd_hibufspace;
 703         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
 704         new = space + size;
 705         if (new > limit) {
 706                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
 707                 return (ENOSPC);
 708         }
 709
 710         /* Wake up the daemon on the transition. */
 711         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
 712                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
 713
 714         return (0);
 715 }
 716
 717 /*
 718  *      bufspace_release:
 719  *
 720  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
 721  */
 722 static void
 723 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
 724 {
 725
 726         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
 727 }
 728
 729 /*
 730  *      bufspace_wait:
 731  *
 732  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
 733  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
 734  *      operation must be re-tried on return.
 735  */
 736 static void
 737 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
 738     int slpflag, int slptimeo)
 739 {
 740         struct thread *td;
 741         int error, fl, norunbuf;
 742
 743         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
 744                 return;
 745
 746         td = curthread;
 747         BD_LOCK(bd);
 748         while (bd->bd_wanted) {
 749                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
 750                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
 751                         BD_UNLOCK(bd);
 752                         /*
 753                          * getblk() is called with a vnode locked, and
 754                          * some majority of the dirty buffers may as
 755                          * well belong to the vnode.  Flushing the
 756                          * buffers there would make a progress that
 757                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
 758                          * cannot lock the vnode.
 759                          */
 760                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
 761                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
 762
 763                         /*
 764                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
 765                          * may be called while the thread owns lock
 766                          * for another dirty buffer for the same
 767                          * vnode, which makes it impossible to use
 768                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
 769                          * recursion.
 770                          */
 771                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
 772                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
 773                         td->td_pflags &= norunbuf;
 774                         BD_LOCK(bd);
 775                         if (fl != 0)
 776                                 continue;
 777                         if (bd->bd_wanted == 0)
 778                                 break;
 779                 }
 780                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
 781                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
 782                 if (error != 0)
 783                         break;
 784         }
 785         BD_UNLOCK(bd);
 786 }
 787
 788 /*
 789  *      bufspace_daemon:
 790  *
 791  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
 792  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
 793  *      block nor work to reclaim buffers.
 794  */
 795 static void
 796 bufspace_daemon(void *arg)
 797 {
 798         struct bufdomain *bd;
 799
 800         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
 801             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
 802
 803         bd = arg;
 804         for (;;) {
 805                 kthread_suspend_check();
 806
 807                 /*
 808                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
 809                  * targets.
 810                  *
 811                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
 812                  * when some free buffer headers and space are always
 813                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
 814                  * the excessive blocking and synchronization associated
 815                  * with shortfall.  It goes through three phases according
 816                  * demand:
 817                  *
 818                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
 819                  *      during idle periods when the counters are below
 820                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
 821                  *
 822                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
 823                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
 824                  *      slightly according to the rate of consumption and
 825                  *      release.
 826                  *
 827                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
 828                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
 829                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
 830                  *      until we return to condition 2.
 831                  */
 832                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
 833                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
 834                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
 835                                 if (bd_flushall(bd))
 836                                         continue;
 837                                 /*
 838                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
 839                                  * buffers.  This is possible in particular
 840                                  * because softdep may held many bufs locked
 841                                  * pending writes to other bufs which are
 842                                  * marked for delayed write, exhausting
 843                                  * clean space until they are written.
 844                                  */
 845                                 bd_speedup();
 846                                 BD_LOCK(bd);
 847                                 if (bd->bd_wanted) {
 848                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
 849                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
 850                                 } else
 851                                         BD_UNLOCK(bd);
 852                         }
 853                         maybe_yield();
 854                 }
 855                 bufspace_daemon_wait(bd);
 856         }
 857 }
 858
 859 /*
 860  *      bufmallocadjust:
 861  *
 862  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
 863  *      waking any waiters.
 864  */
 865 static void
 866 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
 867 {
 868         int diff;
 869
 870         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
 871             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
 872         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
 873         if (diff < 0)
 874                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
 875         else
 876                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
 877         bp->b_bufsize = bufsize;
 878 }
 879
 880 /*
 881  *      runningwakeup:
 882  *
 883  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
 884  *      below lorunningspace.
 885  */
 886 static void
 887 runningwakeup(void)
 888 {
 889
 890         mtx_lock(&rbreqlock);
 891         if (runningbufreq) {
 892                 runningbufreq = 0;
 893                 wakeup(&runningbufreq);
 894         }
 895         mtx_unlock(&rbreqlock);
 896 }
 897
 898 /*
 899  *      runningbufwakeup:
 900  *
 901  *      Decrement the outstanding write count according.
 902  */
 903 void
 904 runningbufwakeup(struct buf *bp)
 905 {
 906         long space, bspace;
 907
 908         bspace = bp->b_runningbufspace;
 909         if (bspace == 0)
 910                 return;
 911         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
 912         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
 913             space, bspace));
 914         bp->b_runningbufspace = 0;
 915         /*
 916          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
 917          * the threshold to falling below it.
 918          */
 919         if (space < lorunningspace)
 920                 return;
 921         if (space - bspace > lorunningspace)
 922                 return;
 923         runningwakeup();
 924 }
 925
 926 /*
 927  *      waitrunningbufspace()
 928  *
 929  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
 930  *      running.  This routine is used in async-write situations to
 931  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
 932  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
 933  *
 934  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits
 935  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
 936  *      caller's write has reached the device.
 937  */
 938 void
 939 waitrunningbufspace(void)
 940 {
 941
 942         mtx_lock(&rbreqlock);
 943         while (runningbufspace > hirunningspace) {
 944                 runningbufreq = 1;
 945                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
 946         }
 947         mtx_unlock(&rbreqlock);
 948 }
 949
 950 /*
 951  *      vfs_buf_test_cache:
 952  *
 953  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
 954  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
 955  *      valid data.
 956  */
 957 static __inline void
 958 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
 959     vm_offset_t size, vm_page_t m)
 960 {
 961
 962         /*
 963          * This function and its results are protected by higher level
 964          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
 965          * validate pages.
 966          */
 967         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
 968                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
 969                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
 970                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
 971         }
 972 }
 973
 974 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
 975 static void
 976 bd_wakeup(void)
 977 {
 978
 979         mtx_lock(&bdlock);
 980         if (bd_request == 0) {
 981                 bd_request = 1;
 982                 wakeup(&bd_request);
 983         }
 984         mtx_unlock(&bdlock);
 985 }
 986
 987 /*
 988  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
 989  */
 990 static void
 991 maxbcachebuf_adjust(void)
 992 {
 993         int i;
 994
 995         /*
 996          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
 997          */
 998         i = 2;
 999         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1000                 i *= 2;
1001         maxbcachebuf = i;
1002         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1003                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1004         if (maxbcachebuf > maxphys)
1005                 maxbcachebuf = maxphys;
1006         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1007                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1008 }
1009
1010 /*
1011  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1012  */
1013 void
1014 bd_speedup(void)
1015 {
1016         int needwake;
1017
1018         mtx_lock(&bdlock);
1019         needwake = 0;
1020         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1021                 needwake = 1;
1022         bd_speedupreq = 1;
1023         bd_request = 1;
1024         if (needwake)
1025                 wakeup(&bd_request);
1026         mtx_unlock(&bdlock);
1027 }
1028
1029 #ifdef __i386__
1030 #define TRANSIENT_DENOM 5
1031 #else
1032 #define TRANSIENT_DENOM 10
1033 #endif
1034
1035 /*
1036  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1037  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1038  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1039  * being reserved at this time.
1040  */
1041 caddr_t
1042 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1043 {
1044         int tuned_nbuf;
1045         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1046
1047 #ifdef KASAN
1048         /*
1049          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1050          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1051          */
1052         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1053             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1054 #endif
1055
1056         /*
1057          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1058          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1059          */
1060         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1061
1062         maxbcachebuf_adjust();
1063         /*
1064          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1065          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1066          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1067          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1068          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1069          * maxbcache bytes.
1070          *
1071          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1072          */
1073         if (nbuf == 0) {
1074                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1075
1076                 nbuf = 50;
1077                 if (physmem_est > 4096)
1078                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1079                             65536 / factor);
1080                 if (physmem_est > 65536)
1081                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1082                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1083
1084                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1085                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1086                 tuned_nbuf = 1;
1087         } else
1088                 tuned_nbuf = 0;
1089
1090         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1091         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1092         if (nbuf > maxbuf) {
1093                 if (!tuned_nbuf)
1094                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1095                             maxbuf);
1096                 nbuf = maxbuf;
1097         }
1098
1099         /*
1100          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1101          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1102          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1103          *
1104          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1105          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1106          * maximum buffer map extent on the platform.
1107          *
1108          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1109          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1110          * with ample KVA space.
1111          */
1112         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1113                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1114                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1115                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1116                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1117                         /*
1118                          * There is more KVA than memory.  Do not
1119                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1120                          * of maxbuf to transient map.
1121                          */
1122                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1123                 } else {
1124                         /*
1125                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1126                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1127                          * the buffer map to the transient bio map.
1128                          */
1129                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1130                         buf_sz -= biotmap_sz;
1131                 }
1132                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1133                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1134                 else
1135                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1136                 /*
1137                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1138                  * using the transient mapping.
1139                  */
1140                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1141                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1142                 if (tuned_nbuf)
1143                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1144         }
1145
1146         if (nswbuf == 0) {
1147                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1148                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1149                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Reserve space for the buffer cache buffers
1154          */
1155         buf = (char *)v;
1156         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1157             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1158
1159         return (v);
1160 }
1161
1162 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1163 void
1164 bufinit(void)
1165 {
1166         struct buf *bp;
1167         int i;
1168
1169         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1170             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1171             MAXBSIZE));
1172         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1173         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1174         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1175         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1176
1177         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1178
1179         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1180         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1181                 bp = nbufp(i);
1182                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1183                 bp->b_flags = B_INVAL;
1184                 bp->b_rcred = NOCRED;
1185                 bp->b_wcred = NOCRED;
1186                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1187                 bp->b_domain = -1;
1188                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1189                 bp->b_xflags = 0;
1190                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1191                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1192                 BUF_LOCKINIT(bp);
1193                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1194         }
1195
1196         /*
1197          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are
1198          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1199          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1200          * used by most other requests.  The differential is required to
1201          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1202          *
1203          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1204          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1205          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1206          * PAGE_SIZE.
1207          */
1208         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1209         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1210         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1211         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1212
1213         /*
1214          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1215          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1216          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1217          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1218          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1219          * hirunningspace.
1220          */
1221         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1222             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1223         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1224
1225         /*
1226          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1227          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1228          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1229          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1230          * average (small) directories.
1231          */
1232         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1233
1234         /*
1235          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1236          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1237          */
1238         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1239         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1240         /*
1241          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1242          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1243          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1244          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1245          */
1246         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1247                 hidirtybuffers >>= 1;
1248         }
1249         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1250
1251         /*
1252          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1253          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1254          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1255          * on other cpus.
1256          *
1257          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1258          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1259          */
1260         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1261         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1262         numfreebuffers = nbuf;
1263
1264         /* Setup the kva and free list allocators. */
1265         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1266         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1267             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1268             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1269
1270         /*
1271          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1272          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1273          * concurrency but less accurate LRU.
1274          */
1275         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1276         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1277                 struct bufdomain *bd;
1278
1279                 bd = &bdomain[i];
1280                 bd_init(bd);
1281                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1282                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1283                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1284                 bd->bd_bufspace = 0;
1285                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1286                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1287                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1288                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1289                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1290                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1291                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1292                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1293                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1294                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1295         }
1296         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1297         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1298         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1299         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1300         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1301         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1302         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1303         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1304 }
1305
1306 #ifdef INVARIANTS
1307 static inline void
1308 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1309 {
1310
1311         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1312             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1313         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1314             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1315         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1316             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1317 }
1318
1319 static inline void
1320 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1321 {
1322
1323         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1324             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1325 }
1326
1327 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1328 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1329 #else
1330 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1331 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1332 #endif
1333
1334 static int
1335 isbufbusy(struct buf *bp)
1336 {
1337         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1338             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1339                 return (1);
1340         return (0);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1345  */
1346 void
1347 bufshutdown(int show_busybufs)
1348 {
1349         static int first_buf_printf = 1;
1350         struct buf *bp;
1351         int i, iter, nbusy, pbusy;
1352 #ifndef PREEMPTION
1353         int subiter;
1354 #endif
1355
1356         /*
1357          * Sync filesystems for shutdown
1358          */
1359         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1360         kern_sync(curthread);
1361
1362         /*
1363          * With soft updates, some buffers that are
1364          * written will be remarked as dirty until other
1365          * buffers are written.
1366          */
1367         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1368                 nbusy = 0;
1369                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1370                         bp = nbufp(i);
1371                         if (isbufbusy(bp))
1372                                 nbusy++;
1373                 }
1374                 if (nbusy == 0) {
1375                         if (first_buf_printf)
1376                                 printf("All buffers synced.");
1377                         break;
1378                 }
1379                 if (first_buf_printf) {
1380                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1381                         first_buf_printf = 0;
1382                 }
1383                 printf("%d ", nbusy);
1384                 if (nbusy < pbusy)
1385                         iter = 0;
1386                 pbusy = nbusy;
1387
1388                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1389                 kern_sync(curthread);
1390
1391 #ifdef PREEMPTION
1392                 /*
1393                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1394                  */
1395                 DELAY(50000 * iter);
1396 #else
1397                 /*
1398                  * Context switch several times to allow interrupt
1399                  * threads to run.
1400                  */
1401                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1402                         thread_lock(curthread);
1403                         mi_switch(SW_VOL);
1404                         DELAY(1000);
1405                 }
1406 #endif
1407         }
1408         printf("\n");
1409         /*
1410          * Count only busy local buffers to prevent forcing
1411          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1412          */
1413         nbusy = 0;
1414         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1415                 bp = nbufp(i);
1416                 if (isbufbusy(bp)) {
1417 #if 0
1418 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1419                         if (bp->b_dev == NULL) {
1420                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1421                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1422                                 continue;
1423                         }
1424 #endif
1425                         nbusy++;
1426                         if (show_busybufs > 0) {
1427                                 printf(
1428             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1429                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1430                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1431                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1432                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1433                                 if (show_busybufs > 1)
1434                                         vn_printf(bp->b_vp,
1435                                             "vnode content: ");
1436                         }
1437                 }
1438         }
1439         if (nbusy) {
1440                 /*
1441                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1442                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1443                  */
1444                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1445                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1446                 swapoff_all();
1447         } else {
1448                 if (!first_buf_printf)
1449                         printf("Final sync complete\n");
1450
1451                 /*
1452                  * Unmount filesystems.  Swapoff before unmount,
1453                  * because file-backed swap is non-operational after unmount
1454                  * of the underlying filesystem.
1455                  */
1456                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1457                         swapoff_all();
1458                         vfs_unmountall();
1459                 }
1460         }
1461         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1462 }
1463
1464 static void
1465 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1466 {
1467
1468         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1469
1470         /*
1471          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1472          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1473          */
1474         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1475         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1476         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1477             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1478 }
1479
1480 static inline struct bufdomain *
1481 bufdomain(struct buf *bp)
1482 {
1483
1484         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1485 }
1486
1487 static struct bufqueue *
1488 bufqueue(struct buf *bp)
1489 {
1490
1491         switch (bp->b_qindex) {
1492         case QUEUE_NONE:
1493                 /* FALLTHROUGH */
1494         case QUEUE_SENTINEL:
1495                 return (NULL);
1496         case QUEUE_EMPTY:
1497                 return (&bqempty);
1498         case QUEUE_DIRTY:
1499                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1500         case QUEUE_CLEAN:
1501                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1502         default:
1503                 break;
1504         }
1505         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1510  */
1511 static struct bufqueue *
1512 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1513 {
1514         struct bufqueue *bq, *nbq;
1515
1516         /*
1517          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1518          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1519          * if the queues don't match.
1520          */
1521         bq = bufqueue(bp);
1522         BQ_LOCK(bq);
1523         for (;;) {
1524                 nbq = bufqueue(bp);
1525                 if (bq == nbq)
1526                         break;
1527                 BQ_UNLOCK(bq);
1528                 BQ_LOCK(nbq);
1529                 bq = nbq;
1530         }
1531         return (bq);
1532 }
1533
1534 /*
1535  *      binsfree:
1536  *
1537  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1538  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1539  */
1540 static void
1541 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1542 {
1543         struct bufdomain *bd;
1544         struct bufqueue *bq;
1545
1546         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1547             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1548         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1549
1550         /*
1551          * Handle delayed bremfree() processing.
1552          */
1553         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1554                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1555                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1556                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1557                         BUF_UNLOCK(bp);
1558                         return;
1559                 }
1560                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1561                 bq_remove(bq, bp);
1562                 BQ_UNLOCK(bq);
1563         }
1564         bd = bufdomain(bp);
1565         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1566                 if (bd->bd_lim != 0)
1567                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1568                 else
1569                         bq = bd->bd_cleanq;
1570         } else
1571                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1572         bq_insert(bq, bp, true);
1573 }
1574
1575 /*
1576  * buf_free:
1577  *
1578  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1579  */
1580 static void
1581 buf_free(struct buf *bp)
1582 {
1583
1584         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1585                 bremfreef(bp);
1586         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1587                 panic("losing buffer 1");
1588         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1589                 crfree(bp->b_rcred);
1590                 bp->b_rcred = NOCRED;
1591         }
1592         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1593                 crfree(bp->b_wcred);
1594                 bp->b_wcred = NOCRED;
1595         }
1596         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1597                 buf_deallocate(bp);
1598         bufkva_free(bp);
1599         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1600         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1601         BUF_UNLOCK(bp);
1602         uma_zfree(buf_zone, bp);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * buf_import:
1607  *
1608  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1609  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1610  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1611  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1612  */
1613 static int
1614 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1615 {
1616         struct buf *bp;
1617         int i;
1618
1619         BQ_LOCK(&bqempty);
1620         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1621                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1622                 if (bp == NULL)
1623                         break;
1624                 bq_remove(&bqempty, bp);
1625                 store[i] = bp;
1626         }
1627         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1628
1629         return (i);
1630 }
1631
1632 /*
1633  * buf_release:
1634  *
1635  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1636  */
1637 static void
1638 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1639 {
1640         struct bufqueue *bq;
1641         struct buf *bp;
1642         int i;
1643
1644         bq = &bqempty;
1645         BQ_LOCK(bq);
1646         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1647                 bp = store[i];
1648                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1649                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1650                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1651                 bq->bq_len++;
1652                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1653         }
1654         BQ_UNLOCK(bq);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * buf_alloc:
1659  *
1660  *      Allocate an empty buffer header.
1661  */
1662 static struct buf *
1663 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1664 {
1665         struct buf *bp;
1666         int freebufs, error;
1667
1668         /*
1669          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1670          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1671          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1672          */
1673         bp = NULL;
1674         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1675         if (freebufs > 0)
1676                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1677         if (bp == NULL) {
1678                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1679                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1680                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1681                 return (NULL);
1682         }
1683         /*
1684          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1685          */
1686         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1687                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1688
1689         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE, NULL);
1690         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1691             error));
1692         (void)error;
1693
1694         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1695             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1696         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1697             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1698         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1699             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1700         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1701             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1702         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1703         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1704         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1705
1706         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1707         bp->b_flags = 0;
1708         bp->b_ioflags = 0;
1709         bp->b_xflags = 0;
1710         bp->b_vflags = 0;
1711         bp->b_vp = NULL;
1712         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1713         bp->b_offset = NOOFFSET;
1714         bp->b_iodone = 0;
1715         bp->b_error = 0;
1716         bp->b_resid = 0;
1717         bp->b_bcount = 0;
1718         bp->b_npages = 0;
1719         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1720         bp->b_bufobj = NULL;
1721         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1722         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1723         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1724         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1725         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1726
1727         return (bp);
1728 }
1729
1730 /*
1731  *      buf_recycle:
1732  *
1733  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1734  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1735  *      defragmenting.
1736  */
1737 static int
1738 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1739 {
1740         struct bufqueue *bq;
1741         struct buf *bp, *nbp;
1742
1743         if (kva)
1744                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1745         nbp = NULL;
1746         bq = bd->bd_cleanq;
1747         BQ_LOCK(bq);
1748         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1749             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1750         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1751
1752         /*
1753          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1754          * depending.
1755          */
1756         while ((bp = nbp) != NULL) {
1757                 /*
1758                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1759                  * release the bqlock).
1760                  */
1761                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1762
1763                 /*
1764                  * If we are defragging then we need a buffer with
1765                  * some kva to reclaim.
1766                  */
1767                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1768                         continue;
1769
1770                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1771                         continue;
1772
1773                 /*
1774                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1775                  * accessed buffers.
1776                  */
1777                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1778                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1779                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1780                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1781                         BUF_UNLOCK(bp);
1782                         continue;
1783                 }
1784
1785                 /*
1786                  * Skip buffers with background writes in progress.
1787                  */
1788                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1789                         BUF_UNLOCK(bp);
1790                         continue;
1791                 }
1792
1793                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1794                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1795                     bp->b_qindex, bp));
1796                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1797                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1798                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1799                 /*
1800                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1801                  * the scan from this point on.
1802                  */
1803                 bq_remove(bq, bp);
1804                 BQ_UNLOCK(bq);
1805
1806                 /*
1807                  * Requeue the background write buffer with error and
1808                  * restart the scan.
1809                  */
1810                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1811                         bqrelse(bp);
1812                         BQ_LOCK(bq);
1813                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1814                         continue;
1815                 }
1816                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1817                 brelse(bp);
1818                 return (0);
1819         }
1820         bd->bd_wanted = 1;
1821         BQ_UNLOCK(bq);
1822
1823         return (ENOBUFS);
1824 }
1825
1826 /*
1827  *      bremfree:
1828  *
1829  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1830  *
1831  */
1832 void
1833 bremfree(struct buf *bp)
1834 {
1835
1836         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1837         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1838             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1839         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1840             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1841         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1842
1843         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1844 }
1845
1846 /*
1847  *      bremfreef:
1848  *
1849  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1850  *      it abuses the b_freelist pointer.
1851  */
1852 void
1853 bremfreef(struct buf *bp)
1854 {
1855         struct bufqueue *bq;
1856
1857         bq = bufqueue_acquire(bp);
1858         bq_remove(bq, bp);
1859         BQ_UNLOCK(bq);
1860 }
1861
1862 static void
1863 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1864 {
1865
1866         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1867         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1868         bq->bq_len = 0;
1869         bq->bq_index = qindex;
1870         bq->bq_subqueue = subqueue;
1871 }
1872
1873 static void
1874 bd_init(struct bufdomain *bd)
1875 {
1876         int i;
1877
1878         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1879         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1880         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1881         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1882                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1883                     "bufq clean subqueue lock");
1884         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1885 }
1886
1887 /*
1888  *      bq_remove:
1889  *
1890  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1891  *      correct qlock held.
1892  */
1893 static void
1894 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1895 {
1896
1897         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1898             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1899         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1900             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1901         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1902             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1903
1904         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1905         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1906                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1907         }
1908         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1909             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1910         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1911         bq->bq_len--;
1912         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1913         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1914 }
1915
1916 static void
1917 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1918 {
1919         struct buf *bp;
1920
1921         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1922         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1923                 BD_LOCK(bd);
1924                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1925                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1926                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1927                             b_freelist);
1928                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1929                 }
1930                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1931                 bq->bq_len = 0;
1932         }
1933         if (bd->bd_wanted) {
1934                 bd->bd_wanted = 0;
1935                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1936         }
1937         if (bq != bd->bd_cleanq)
1938                 BD_UNLOCK(bd);
1939 }
1940
1941 static int
1942 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1943 {
1944         struct bufqueue *bq;
1945         int flushed;
1946         int i;
1947
1948         if (bd->bd_lim == 0)
1949                 return (0);
1950         flushed = 0;
1951         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1952                 bq = &bd->bd_subq[i];
1953                 if (bq->bq_len == 0)
1954                         continue;
1955                 BQ_LOCK(bq);
1956                 bd_flush(bd, bq);
1957                 BQ_UNLOCK(bq);
1958                 flushed++;
1959         }
1960
1961         return (flushed);
1962 }
1963
1964 static void
1965 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1966 {
1967         struct bufdomain *bd;
1968
1969         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1970                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1971
1972         bd = bufdomain(bp);
1973         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1974                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1975                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1976                         bq = bd->bd_cleanq;
1977                 BQ_LOCK(bq);
1978                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1979         } else {
1980                 BQ_LOCK(bq);
1981                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1982         }
1983         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1984         bq->bq_len++;
1985         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1986         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1987
1988         /*
1989          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1990          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1991          */
1992         if (unlock)
1993                 BUF_UNLOCK(bp);
1994
1995         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1996                 /*
1997                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1998                  */
1999                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2000                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2001                         bd_flush(bd, bq);
2002         }
2003         BQ_UNLOCK(bq);
2004 }
2005
2006 /*
2007  *      bufkva_free:
2008  *
2009  *      Free the kva allocation for a buffer.
2010  *
2011  */
2012 static void
2013 bufkva_free(struct buf *bp)
2014 {
2015
2016 #ifdef INVARIANTS
2017         if (bp->b_kvasize == 0) {
2018                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2019                     bp->b_data == unmapped_buf,
2020                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2021         } else if (buf_mapped(bp))
2022                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2023         else
2024                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2025 #endif
2026         if (bp->b_kvasize == 0)
2027                 return;
2028
2029         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2030         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2031         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2032         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2033         bp->b_kvasize = 0;
2034 }
2035
2036 /*
2037  *      bufkva_alloc:
2038  *
2039  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2040  */
2041 static int
2042 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2043 {
2044         vm_offset_t addr;
2045         int error;
2046
2047         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2048             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2049         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2050         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2051             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2052
2053         bufkva_free(bp);
2054
2055         addr = 0;
2056         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2057         if (error != 0) {
2058                 /*
2059                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2060                  * to defragment the map.
2061                  */
2062                 return (error);
2063         }
2064         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2065         bp->b_kvasize = maxsize;
2066         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2067         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2068                 bp->b_data = unmapped_buf;
2069                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2070         } else {
2071                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2072                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2073         }
2074         return (0);
2075 }
2076
2077 /*
2078  *      bufkva_reclaim:
2079  *
2080  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2081  *      callback that fires to avoid returning failure.
2082  */
2083 static void
2084 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2085 {
2086         bool done;
2087         int q;
2088         int i;
2089
2090         done = false;
2091         for (i = 0; i < 5; i++) {
2092                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2093                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2094                                 done = true;
2095                 if (done)
2096                         break;
2097         }
2098         return;
2099 }
2100
2101 /*
2102  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2103  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2104  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2105  */
2106 static void
2107 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2108     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2109 {
2110         struct buf *rabp;
2111         struct thread *td;
2112         int i;
2113
2114         td = curthread;
2115
2116         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2117                 if (inmem(vp, *rablkno))
2118                         continue;
2119                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2120                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2121                         brelse(rabp);
2122                         continue;
2123                 }
2124 #ifdef RACCT
2125                 if (racct_enable) {
2126                         PROC_LOCK(curproc);
2127                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2128                         PROC_UNLOCK(curproc);
2129                 }
2130 #endif /* RACCT */
2131                 td->td_ru.ru_inblock++;
2132                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2133                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2134                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2135                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2136                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2137                 }
2138                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2139                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2140                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2141                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2142                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2143                 BUF_KERNPROC(rabp);
2144                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2145                 bstrategy(rabp);
2146         }
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2151  *
2152  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2153  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2154  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2155  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2156  *
2157  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2158  *
2159  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2160  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2161  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2162  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2163  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2164  * for blkno and dblkno.
2165  */
2166 int
2167 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2168     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2169     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2170 {
2171         struct buf *bp;
2172         struct thread *td;
2173         int error, readwait, rv;
2174
2175         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2176         td = curthread;
2177         /*
2178          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2179          * are specified.
2180          */
2181         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2182         if (error != 0) {
2183                 *bpp = NULL;
2184                 return (error);
2185         }
2186         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2187             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2188             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2189         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2190         *bpp = bp;
2191
2192         /*
2193          * If not found in cache, do some I/O
2194          */
2195         readwait = 0;
2196         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2197 #ifdef RACCT
2198                 if (racct_enable) {
2199                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2200                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2201                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2202                 }
2203 #endif /* RACCT */
2204                 td->td_ru.ru_inblock++;
2205                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2206                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2207                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2208                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2209                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2210                 }
2211                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2212                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2213                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2214                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2215                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2216                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2217                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2218                 bstrategy(bp);
2219                 ++readwait;
2220         }
2221
2222         /*
2223          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2224          */
2225         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2226
2227         rv = 0;
2228         if (readwait) {
2229                 rv = bufwait(bp);
2230                 if (rv != 0) {
2231                         brelse(bp);
2232                         *bpp = NULL;
2233                 }
2234         }
2235         return (rv);
2236 }
2237
2238 /*
2239  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2240  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2241  * is invalid.
2242  *
2243  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2244  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2245  * now so we set it generally.  This could be set either here
2246  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2247  * here.
2248  */
2249 int
2250 bufwrite(struct buf *bp)
2251 {
2252         int oldflags;
2253         struct vnode *vp;
2254         long space;
2255         int vp_md;
2256
2257         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2258         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2259                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2260                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2261                 brelse(bp);
2262                 return (ENXIO);
2263         }
2264         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2265                 brelse(bp);
2266                 return (0);
2267         }
2268
2269         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2270                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2271
2272         oldflags = bp->b_flags;
2273
2274         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2275             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2276
2277         vp = bp->b_vp;
2278         if (vp)
2279                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2280         else
2281                 vp_md = 0;
2282
2283         /*
2284          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2285          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2286          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2287          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2288          */
2289         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2290         bundirty(bp);
2291
2292         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2293         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2294         bp->b_flags |= B_CACHE;
2295         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2296
2297         vfs_busy_pages(bp, 1);
2298
2299         /*
2300          * Normal bwrites pipeline writes
2301          */
2302         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2303         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2304
2305 #ifdef RACCT
2306         if (racct_enable) {
2307                 PROC_LOCK(curproc);
2308                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2309                 PROC_UNLOCK(curproc);
2310         }
2311 #endif /* RACCT */
2312         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2313         if (oldflags & B_ASYNC)
2314                 BUF_KERNPROC(bp);
2315         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2316         buf_track(bp, __func__);
2317         bstrategy(bp);
2318
2319         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2320                 int rtval = bufwait(bp);
2321                 brelse(bp);
2322                 return (rtval);
2323         } else if (space > hirunningspace) {
2324                 /*
2325                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2326                  * system.  We will not deadlock here because
2327                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2328                  * to complete. We do not block here if it is the update
2329                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2330                  * to deadlock.
2331                  */
2332                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2333                         waitrunningbufspace();
2334         }
2335
2336         return (0);
2337 }
2338
2339 void
2340 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2341 {
2342         struct buf *nbp;
2343         struct bufdomain *bd;
2344
2345         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2346         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2347                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2348                 altbufferflushes++;
2349         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2350                 BO_LOCK(bo);
2351                 /*
2352                  * Try to find a buffer to flush.
2353                  */
2354                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2355                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2356                             BUF_LOCK(nbp,
2357                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2358                                 continue;
2359                         if (bp == nbp)
2360                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2361                         BO_UNLOCK(bo);
2362                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2363                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2364                                 BO_LOCK(bo);
2365                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2366                                 continue;
2367                         }
2368                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2369                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2370                         } else {
2371                                 bremfree(nbp);
2372                                 bawrite(nbp);
2373                         }
2374                         dirtybufferflushes++;
2375                         break;
2376                 }
2377                 if (nbp == NULL)
2378                         BO_UNLOCK(bo);
2379         }
2380 }
2381
2382 /*
2383  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2384  * anything if the buffer is marked invalid.
2385  *
2386  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2387  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2388  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2389  * out synchronously.
2390  */
2391 void
2392 bdwrite(struct buf *bp)
2393 {
2394         struct thread *td = curthread;
2395         struct vnode *vp;
2396         struct bufobj *bo;
2397
2398         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2399         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2400         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2401             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2402
2403         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2404                 brelse(bp);
2405                 return;
2406         }
2407
2408         /*
2409          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2410          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2411          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2412          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2413          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2414          */
2415         vp = bp->b_vp;
2416         bo = bp->b_bufobj;
2417         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2418                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2419                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2420                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2421         } else
2422                 recursiveflushes++;
2423
2424         bdirty(bp);
2425         /*
2426          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2427          * true even of NFS now.
2428          */
2429         bp->b_flags |= B_CACHE;
2430
2431         /*
2432          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2433          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2434          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2435          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2436          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2437          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2438          * the bmap then...  So, this is important to do.
2439          */
2440         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2441                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2442         }
2443
2444         buf_track(bp, __func__);
2445
2446         /*
2447          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2448          * pages.
2449          *
2450          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2451          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2452          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2453          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2454          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2455          * or perhaps the cluster will be completed.
2456          */
2457         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2458         bqrelse(bp);
2459
2460         /*
2461          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2462          * due to the softdep code.
2463          */
2464 }
2465
2466 /*
2467  *      bdirty:
2468  *
2469  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2470  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to
2471  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2472  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2473  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).
2474  *
2475  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2476  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2477  *      should only be called if the buffer is known-good.
2478  *
2479  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2480  *      count.
2481  *
2482  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2483  */
2484 void
2485 bdirty(struct buf *bp)
2486 {
2487
2488         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2489             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2490         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2491         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2492             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2493         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2494         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2495
2496         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2497                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2498                 reassignbuf(bp);
2499                 bdirtyadd(bp);
2500         }
2501 }
2502
2503 /*
2504  *      bundirty:
2505  *
2506  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2507  *
2508  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2509  *      count.
2510  *
2511  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2512  */
2513
2514 void
2515 bundirty(struct buf *bp)
2516 {
2517
2518         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2519         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2520         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2521             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2522
2523         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2524                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2525                 reassignbuf(bp);
2526                 bdirtysub(bp);
2527         }
2528         /*
2529          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2530          */
2531         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2532 }
2533
2534 /*
2535  *      bawrite:
2536  *
2537  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2538  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2539  *
2540  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling
2541  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2542  */
2543 void
2544 bawrite(struct buf *bp)
2545 {
2546
2547         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2548         (void) bwrite(bp);
2549 }
2550
2551 /*
2552  *      babarrierwrite:
2553  *
2554  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2555  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2556  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2557  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2558  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2559  */
2560 void
2561 babarrierwrite(struct buf *bp)
2562 {
2563
2564         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2565         (void) bwrite(bp);
2566 }
2567
2568 /*
2569  *      bbarrierwrite:
2570  *
2571  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2572  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2573  *      this buffer and all buffers written before it are committed to
2574  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2575  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2576  */
2577 int
2578 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2579 {
2580
2581         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2582         return (bwrite(bp));
2583 }
2584
2585 /*
2586  *      bwillwrite:
2587  *
2588  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2589  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2590  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2591  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2592  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2593  */
2594 void
2595 bwillwrite(void)
2596 {
2597
2598         if (buf_dirty_count_severe()) {
2599                 mtx_lock(&bdirtylock);
2600                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2601                         bdirtywait = 1;
2602                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2603                             "flswai", 0);
2604                 }
2605                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2606         }
2607 }
2608
2609 /*
2610  * Return true if we have too many dirty buffers.
2611  */
2612 int
2613 buf_dirty_count_severe(void)
2614 {
2615
2616         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2617 }
2618
2619 /*
2620  *      brelse:
2621  *
2622  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2623  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2624  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2625  */
2626 void
2627 brelse(struct buf *bp)
2628 {
2629         struct mount *v_mnt;
2630         int qindex;
2631
2632         /*
2633          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2634          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2635          */
2636         if (bp == NULL)
2637                 return;
2638         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2639             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2640         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2641             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2642         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2643             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2644
2645         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2646                 /*
2647                  * Do not process, in particular, do not handle the
2648                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2649                  */
2650                 BUF_UNLOCK(bp);
2651                 return;
2652         }
2653
2654         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2655                 bqrelse(bp);
2656                 return;
2657         }
2658
2659         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2660                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2661         } else {
2662                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2663                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2664         }
2665
2666         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2667                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2668                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2669                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2670                 bdirty(bp);
2671         }
2672
2673         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2674             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2675                 /*
2676                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2677                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2678                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2679                  * freed.
2680                  */
2681                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2682                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2683         }
2684
2685         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2686             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2687             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2688                 /*
2689                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2690                  * means the device is gone) are treated as being
2691                  * transient.
2692                  *
2693                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2694                  * contract with the local storage device drivers is that
2695                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2696                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2697                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2698                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2699                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2700                  * this entire case should be made obsolete through better
2701                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2702                  *
2703                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2704                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2705                  * to access the buffer to untangle them.
2706                  *
2707                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2708                  */
2709                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2710                 bdirty(bp);
2711         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2712             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2713                 /*
2714                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2715                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2716                  * no longer present.
2717                  */
2718                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2719                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2720                         buf_deallocate(bp);
2721                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2722                         bdirtysub(bp);
2723                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2724                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2725                         allocbuf(bp, 0);
2726                         if (bp->b_vp)
2727                                 brelvp(bp);
2728                 }
2729         }
2730
2731         /*
2732          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate()
2733          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2734          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2735          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2736          *
2737          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2738          * if B_DELWRI is set.
2739          */
2740         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2741                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2742
2743         /*
2744          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2745          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2746          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2747          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2748          *
2749          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2750          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2751          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2752          *
2753          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2754          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2755          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2756          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2757          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2758          * background write.
2759          */
2760
2761         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2762
2763         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2764             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2765             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2766             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2767                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2768                 allocbuf(bp, 0);
2769         }
2770
2771         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2772             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2773                 allocbuf(bp, 0);
2774                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2775                 if (bp->b_vp != NULL)
2776                         brelvp(bp);
2777         }
2778
2779         /*
2780          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2781          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2782          * doesn't find it.
2783          */
2784         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2785             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2786                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2787         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2788                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2789                         bundirty(bp);
2790                 if (bp->b_vp)
2791                         brelvp(bp);
2792         }
2793
2794         buf_track(bp, __func__);
2795
2796         /* buffers with no memory */
2797         if (bp->b_bufsize == 0) {
2798                 buf_free(bp);
2799                 return;
2800         }
2801         /* buffers with junk contents */
2802         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2803             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2804                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2805                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2806                         panic("losing buffer 2");
2807                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2808                 bp->b_flags |= B_AGE;
2809         /* remaining buffers */
2810         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2811                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2812         else
2813                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2814
2815         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2816                 panic("brelse: not dirty");
2817
2818         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2819         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2820         /* binsfree unlocks bp. */
2821         binsfree(bp, qindex);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2826  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2827  *
2828  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2829  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2830  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2831  * again soon.
2832  *
2833  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2834  */
2835 void
2836 bqrelse(struct buf *bp)
2837 {
2838         int qindex;
2839
2840         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2841         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2842             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2843
2844         qindex = QUEUE_NONE;
2845         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2846                 /* do not release to free list */
2847                 BUF_UNLOCK(bp);
2848                 return;
2849         }
2850         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2851         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2852
2853         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2854                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2855         } else {
2856                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2857                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2858         }
2859
2860         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2861                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2862                         bremfreef(bp);
2863                 goto out;
2864         }
2865
2866         /* buffers with stale but valid contents */
2867         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2868             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2869                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2870                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2871                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2872                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2873         } else {
2874                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2875                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2876                         panic("bqrelse: not dirty");
2877                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2878                         brelse(bp);
2879                         return;
2880                 }
2881                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2882         }
2883         buf_track(bp, __func__);
2884         /* binsfree unlocks bp. */
2885         binsfree(bp, qindex);
2886         return;
2887
2888 out:
2889         buf_track(bp, __func__);
2890         /* unlock */
2891         BUF_UNLOCK(bp);
2892 }
2893
2894 /*
2895  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2896  * restore bogus pages.
2897  */
2898 static void
2899 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2900 {
2901         vm_ooffset_t foff;
2902         vm_page_t m;
2903         vm_object_t obj;
2904         struct vnode *vp __unused;
2905         int i, iosize, resid;
2906         bool bogus;
2907
2908         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2909         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2910             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2911             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2912
2913         vp = bp->b_vp;
2914         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2915         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2916
2917         foff = bp->b_offset;
2918         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2919             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2920
2921         bogus = false;
2922         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2923         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2924                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2925                 if (resid > iosize)
2926                         resid = iosize;
2927
2928                 /*
2929                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2930                  */
2931                 m = bp->b_pages[i];
2932                 if (m == bogus_page) {
2933                         bogus = true;
2934                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2935                         if (m == NULL)
2936                                 panic("biodone: page disappeared!");
2937                         bp->b_pages[i] = m;
2938                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2939                         /*
2940                          * In the write case, the valid and clean bits are
2941                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we
2942                          * only need to do this here in the read case.
2943                          */
2944                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2945                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2946                             "has unexpected dirty bits", m));
2947                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2948                 }
2949                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2950                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2951                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2952
2953                 vm_page_sunbusy(m);
2954                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2955                 iosize -= resid;
2956         }
2957         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2958         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2959                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2960                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2961                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2962         }
2963 }
2964
2965 /*
2966  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2967  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2968  */
2969 static void
2970 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2971 {
2972         vm_object_t obj;
2973         vm_page_t m;
2974         int flags, i, resid, poffset, presid;
2975
2976         if (buf_mapped(bp)) {
2977                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2978                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2979         } else
2980                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2981         /*
2982          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that
2983          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2984          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2985          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2986          *
2987          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not
2988          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2989          * m->dirty, etc...).
2990          *
2991          * See man buf(9) for more information
2992          */
2993         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
2994         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2995         resid = bp->b_bufsize;
2996         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2997         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2998         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2999                 m = bp->b_pages[i];
3000                 if (m == bogus_page)
3001                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3002                 bp->b_pages[i] = NULL;
3003
3004                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3005                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3006                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3007                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3008                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3009                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3010                 vm_page_sunbusy(m);
3011                 vm_page_release_locked(m, flags);
3012                 resid -= presid;
3013                 poffset = 0;
3014         }
3015         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3016         bp->b_npages = 0;
3017 }
3018
3019 /*
3020  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3021  */
3022 static void
3023 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3024 {
3025         vm_object_t obj;
3026         vm_page_t m;
3027         int flags, i;
3028
3029         if (bp->b_npages == desiredpages)
3030                 return;
3031
3032         if (buf_mapped(bp)) {
3033                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3034                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3035                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3036         } else
3037                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3038
3039         /*
3040          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3041          */
3042         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3043         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3044                 flags |= VPR_TRYFREE;
3045                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3046                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3047         } else {
3048                 obj = NULL;
3049         }
3050         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3051                 m = bp->b_pages[i];
3052                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3053                 bp->b_pages[i] = NULL;
3054                 if (obj != NULL)
3055                         vm_page_release_locked(m, flags);
3056                 else
3057                         vm_page_release(m, flags);
3058         }
3059         if (obj != NULL)
3060                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3061         bp->b_npages = desiredpages;
3062 }
3063
3064 /*
3065  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3066  */
3067 static void
3068 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3069 {
3070         /*
3071          * We are growing the buffer, possibly in a
3072          * byte-granular fashion.
3073          */
3074         vm_object_t obj;
3075         vm_offset_t toff;
3076         vm_offset_t tinc;
3077         vm_page_t m;
3078
3079         /*
3080          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3081          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3082          * are not valid for the range covered by the buffer.
3083          */
3084         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3085         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3086                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3087                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3088                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3089
3090                 /*
3091                  * We must allocate system pages since blocking
3092                  * here could interfere with paging I/O, no
3093                  * matter which process we are.
3094                  *
3095                  * Only exclusive busy can be tested here.
3096                  * Blocking on shared busy might lead to
3097                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3098                  * pages are vfs_busy_pages().
3099                  */
3100                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3101                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3102                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3103                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3104                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3105                 bp->b_npages = desiredpages;
3106         }
3107
3108         /*
3109          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3110          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3111          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3112          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3113          * aligned range ( newbsize ).
3114          *
3115          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3116          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3117          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3118          * fails with NFS if the server or some other client
3119          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized,
3120          * B_CACHE may remain set! XXX
3121          */
3122         toff = bp->b_bcount;
3123         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3124         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3125                 vm_pindex_t pi;
3126
3127                 if (tinc > (size - toff))
3128                         tinc = size - toff;
3129                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3130                 m = bp->b_pages[pi];
3131                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3132                 toff += tinc;
3133                 tinc = PAGE_SIZE;
3134         }
3135
3136         /*
3137          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3138          */
3139         if (buf_mapped(bp))
3140                 bpmap_qenter(bp);
3141         else
3142                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3143 }
3144
3145 /*
3146  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3147  * write.
3148  */
3149 static int
3150 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3151 {
3152         struct buf *bpa;
3153         int match;
3154
3155         match = 0;
3156
3157         /* If the buf isn't in core skip it */
3158         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3159                 return (0);
3160
3161         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3162         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3163                 return (0);
3164
3165         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3166         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3167             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3168                 goto done;
3169
3170         if (bpa->b_bufsize != size)
3171                 goto done;
3172
3173         /*
3174          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3175          * block has been mapped.
3176          */
3177         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3178                 match = 1;
3179 done:
3180         BUF_UNLOCK(bpa);
3181         return (match);
3182 }
3183
3184 /*
3185  *      vfs_bio_awrite:
3186  *
3187  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3188  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3189  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the
3190  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3191  */
3192 int
3193 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3194 {
3195         struct bufobj *bo;
3196         int i;
3197         int j;
3198         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3199         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3200         int ncl;
3201         int nwritten;
3202         int size;
3203         int maxcl;
3204         int gbflags;
3205
3206         bo = &vp->v_bufobj;
3207         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3208         /*
3209          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3210          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3211          * rather then at the beginning.
3212          */
3213         if ((vp->v_type == VREG) &&
3214             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3215             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3216                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3217                 maxcl = maxphys / size;
3218
3219                 BO_RLOCK(bo);
3220                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3221                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3222                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3223                                 break;
3224
3225                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++)
3226                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3227                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3228                                 break;
3229                 BO_RUNLOCK(bo);
3230                 --j;
3231                 ncl = i + j;
3232                 /*
3233                  * this is a possible cluster write
3234                  */
3235                 if (ncl != 1) {
3236                         BUF_UNLOCK(bp);
3237                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3238                             gbflags);
3239                         return (nwritten);
3240                 }
3241         }
3242         bremfree(bp);
3243         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3244         /*
3245          * default (old) behavior, writing out only one block
3246          *
3247          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3248          */
3249         nwritten = bp->b_bufsize;
3250         (void) bwrite(bp);
3251
3252         return (nwritten);
3253 }
3254
3255 /*
3256  *      getnewbuf_kva:
3257  *
3258  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3259  */
3260 static int
3261 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3262 {
3263
3264         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3265                 /*
3266                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3267                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3268                  */
3269                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3270
3271                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3272                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3273                         return (ENOSPC);
3274         }
3275         return (0);
3276 }
3277
3278 /*
3279  *      getnewbuf:
3280  *
3281  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3282  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3283  *
3284  *      We block if:
3285  *              We have insufficient buffer headers
3286  *              We have insufficient buffer space
3287  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3288  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3289  *
3290  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3291  *      allocbuf() is called.
3292  */
3293 static struct buf *
3294 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3295 {
3296         struct bufdomain *bd;
3297         struct buf *bp;
3298         bool metadata, reserved;
3299
3300         bp = NULL;
3301         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3302             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3303         if (!unmapped_buf_allowed)
3304                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3305
3306         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3307             vp->v_type == VCHR)
3308                 metadata = true;
3309         else
3310                 metadata = false;
3311         if (vp == NULL)
3312                 bd = &bdomain[0];
3313         else
3314                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3315
3316         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3317         reserved = false;
3318         do {
3319                 if (reserved == false &&
3320                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3321                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3322                         continue;
3323                 }
3324                 reserved = true;
3325                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3326                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3327                         continue;
3328                 }
3329                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3330                         return (bp);
3331                 break;
3332         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3333
3334         if (reserved)
3335                 bufspace_release(bd, maxsize);
3336         if (bp != NULL) {
3337                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3338                 brelse(bp);
3339         }
3340         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3341
3342         return (NULL);
3343 }
3344
3345 /*
3346  *      buf_daemon:
3347  *
3348  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3349  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3350  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3351  */
3352 static struct kproc_desc buf_kp = {
3353         "bufdaemon",
3354         buf_daemon,
3355         &bufdaemonproc
3356 };
3357 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3358
3359 static int
3360 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3361 {
3362         int flushed;
3363
3364         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3365         if (flushed == 0) {
3366                 /*
3367                  * Could not find any buffers without rollback
3368                  * dependencies, so just write the first one
3369                  * in the hopes of eventually making progress.
3370                  */
3371                 if (vp != NULL && target > 2)
3372                         target /= 2;
3373                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3374         }
3375         return (flushed);
3376 }
3377
3378 static void
3379 buf_daemon()
3380 {
3381         struct bufdomain *bd;
3382         int speedupreq;
3383         int lodirty;
3384         int i;
3385
3386         /*
3387          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3388          */
3389         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3390             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3391
3392         /*
3393          * Start the buf clean daemons as children threads.
3394          */
3395         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3396                 int error;
3397
3398                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3399                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3400                 if (error)
3401                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3402         }
3403
3404         /*
3405          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3406          */
3407         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3408         mtx_lock(&bdlock);
3409         for (;;) {
3410                 bd_request = 0;
3411                 mtx_unlock(&bdlock);
3412
3413                 kthread_suspend_check();
3414
3415                 /*
3416                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3417                  * requests.
3418                  */
3419                 speedupreq = bd_speedupreq;
3420                 bd_speedupreq = 0;
3421
3422                 /*
3423                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3424                  * the speedup request.
3425                  */
3426                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3427                         bd = &bdomain[i];
3428                         if (speedupreq)
3429                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3430                         else
3431                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3432                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3433                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3434                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3435                                         break;
3436                                 kern_yield(PRI_USER);
3437                         }
3438                 }
3439
3440                 /*
3441                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3442                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3443                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3444                  * built up, within reason.
3445                  *
3446                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3447                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3448                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3449                  */
3450                 mtx_lock(&bdlock);
3451                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3452                         /*
3453                          * We reached our low water mark, reset the
3454                          * request and sleep until we are needed again.
3455                          * The sleep is just so the suspend code works.
3456                          */
3457                         bd_request = 0;
3458                         /*
3459                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3460                          * changed via sysctl and the explicit transition
3461                          * out of shortfall was missed.
3462                          */
3463                         bdirtywakeup();
3464                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3465                                 runningwakeup();
3466                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3467                 } else {
3468                         /*
3469                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3470                          * still have too many dirty buffers, we
3471                          * have to sleep and try again.  (rare)
3472                          */
3473                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3474                 }
3475         }
3476 }
3477
3478 /*
3479  *      flushbufqueues:
3480  *
3481  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3482  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is
3483  *      particularly sensitive to.
3484  */
3485 static int flushwithdeps = 0;
3486 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3487     &flushwithdeps, 0,
3488     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3489
3490 static int
3491 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3492     int flushdeps)
3493 {
3494         struct bufqueue *bq;
3495         struct buf *sentinel;
3496         struct vnode *vp;
3497         struct mount *mp;
3498         struct buf *bp;
3499         int hasdeps;
3500         int flushed;
3501         int error;
3502         bool unlock;
3503
3504         flushed = 0;
3505         bq = &bd->bd_dirtyq;
3506         bp = NULL;
3507         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3508         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3509         BQ_LOCK(bq);
3510         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3511         BQ_UNLOCK(bq);
3512         while (flushed != target) {
3513                 maybe_yield();
3514                 BQ_LOCK(bq);
3515                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3516                 if (bp != NULL) {
3517                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3518                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3519                             b_freelist);
3520                 } else {
3521                         BQ_UNLOCK(bq);
3522                         break;
3523                 }
3524                 /*
3525                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3526                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3527                  *
3528                  * Only flush the buffers that belong to the
3529                  * vnode locked by the curthread.
3530                  */
3531                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3532                     bp->b_vp != lvp)) {
3533                         BQ_UNLOCK(bq);
3534                         continue;
3535                 }
3536                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3537                 BQ_UNLOCK(bq);
3538                 if (error != 0)
3539                         continue;
3540
3541                 /*
3542                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3543                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3544                  */
3545                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3546                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3547                         BUF_UNLOCK(bp);
3548                         continue;
3549                 }
3550                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3551                         bremfreef(bp);
3552                         brelse(bp);
3553                         flushed++;
3554                         continue;
3555                 }
3556
3557                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3558                         if (flushdeps == 0) {
3559                                 BUF_UNLOCK(bp);
3560                                 continue;
3561                         }
3562                         hasdeps = 1;
3563                 } else
3564                         hasdeps = 0;
3565                 /*
3566                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3567                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3568                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3569                  * system.
3570                  *
3571                  * The lock order here is the reverse of the normal
3572                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3573                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3574                  */
3575                 vp = bp->b_vp;
3576                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3577                         BUF_UNLOCK(bp);
3578                         continue;
3579                 }
3580                 if (lvp == NULL) {
3581                         unlock = true;
3582                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3583                 } else {
3584                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3585                         unlock = false;
3586                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3587                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3588                 }
3589                 if (error == 0) {
3590                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3591                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3592                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3593                                 vfs_bio_awrite(bp);
3594                         } else {
3595                                 bremfree(bp);
3596                                 bwrite(bp);
3597                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3598                         }
3599                         vn_finished_write(mp);
3600                         if (unlock)
3601                                 VOP_UNLOCK(vp);
3602                         flushwithdeps += hasdeps;
3603                         flushed++;
3604
3605                         /*
3606                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3607                          * vnode lock leads to deadlock.
3608                          */
3609                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3610                             runningbufspace > hirunningspace)
3611                                 waitrunningbufspace();
3612                         continue;
3613                 }
3614                 vn_finished_write(mp);
3615                 BUF_UNLOCK(bp);
3616         }
3617         BQ_LOCK(bq);
3618         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3619         BQ_UNLOCK(bq);
3620         free(sentinel, M_TEMP);
3621         return (flushed);
3622 }
3623
3624 /*
3625  * Check to see if a block is currently memory resident.
3626  */
3627 struct buf *
3628 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3629 {
3630         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3631 }
3632
3633 /*
3634  * Returns true if no I/O is needed to access the
3635  * associated VM object.  This is like incore except
3636  * it also hunts around in the VM system for the data.
3637  */
3638 bool
3639 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3640 {
3641         vm_object_t obj;
3642         vm_offset_t toff, tinc, size;
3643         vm_page_t m, n;
3644         vm_ooffset_t off;
3645         int valid;
3646
3647         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3648
3649         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3650                 return (true);
3651         if (vp->v_mount == NULL)
3652                 return (false);
3653         obj = vp->v_object;
3654         if (obj == NULL)
3655                 return (false);
3656
3657         size = PAGE_SIZE;
3658         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3659                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3660         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3661
3662         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3663                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3664 recheck:
3665                 if (m == NULL)
3666                         return (false);
3667
3668                 tinc = size;
3669                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3670                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3671                 /*
3672                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3673                  * during the check.
3674                  */
3675                 valid = vm_page_is_valid(m,
3676                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3677                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3678                 if (m != n) {
3679                         m = n;
3680                         goto recheck;
3681                 }
3682                 if (!valid)
3683                         return (false);
3684         }
3685         return (true);
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3690  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3691  * to the size of the buffer.
3692  *
3693  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3694  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3695  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3696  *
3697  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3698  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3699  */
3700 static void
3701 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3702 {
3703         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3704         vm_page_t m;
3705         int i;
3706
3707         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3708                 return;
3709
3710         foff = bp->b_offset;
3711         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3712             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3713
3714         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3715         vfs_setdirty_range(bp);
3716         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3717                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3718                 eoff = noff;
3719                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3720                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3721                 m = bp->b_pages[i];
3722                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3723                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3724                 foff = noff;
3725         }
3726         vfs_busy_pages_release(bp);
3727 }
3728
3729 static void
3730 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3731 {
3732         vm_offset_t boffset;
3733         vm_offset_t eoffset;
3734         int i;
3735
3736         /*
3737          * test the pages to see if they have been modified directly
3738          * by users through the VM system.
3739          */
3740         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3741                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3742
3743         /*
3744          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3745          * (eoffset - boffset) bytes.
3746          */
3747
3748         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3749                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3750                         break;
3751         }
3752         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3753
3754         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3755                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3756                         break;
3757                 }
3758         }
3759         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3760
3761         /*
3762          * Fit it to the buffer.
3763          */
3764
3765         if (eoffset > bp->b_bcount)
3766                 eoffset = bp->b_bcount;
3767
3768         /*
3769          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3770          * dirty range.
3771          */
3772
3773         if (boffset < eoffset) {
3774                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3775                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3776                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3777                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3778         }
3779 }
3780
3781 /*
3782  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3783  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3784  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3785  */
3786 static void
3787 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3788 {
3789         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3790         off_t offset;
3791
3792         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3793             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3794         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3795             bp->b_data == unmapped_buf &&
3796             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3797         if (!need_mapping && !need_kva)
3798                 return;
3799
3800         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3801
3802         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3803                 /*
3804                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3805                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3806                  * allocated space.
3807                  */
3808                 goto has_addr;
3809         }
3810
3811         /*
3812          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3813          * if the buffer was mapped.
3814          */
3815         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3816         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3817         offset = blkno * bsize;
3818         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3819         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3820
3821         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3822                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3823                         /*
3824                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3825                          * succeed, not sure what else to do.
3826                          */
3827                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3828                 }
3829                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3830                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3831         }
3832 has_addr:
3833         if (need_mapping) {
3834                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3835                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3836                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3837                 bpmap_qenter(bp);
3838         }
3839 }
3840
3841 struct buf *
3842 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3843     int flags)
3844 {
3845         struct buf *bp;
3846         int error;
3847
3848         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3849         if (error != 0)
3850                 return (NULL);
3851         return (bp);
3852 }
3853
3854 /*
3855  *      getblkx:
3856  *
3857  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3858  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3859  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on
3860  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3861  *      READ.
3862  *
3863  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3864  *      an existing buffer.
3865  *
3866  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3867  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3868  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3869  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3870  *
3871  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3872  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3873  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3874  *      backing VM.
3875  *
3876  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3877  *      B_CACHE bit is clear.
3878  *
3879  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3880  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3881  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3882  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3883  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O,
3884  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3885  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3886  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller
3887  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3888  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3889  *
3890  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3891  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3892  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3893  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3894  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3895  *      for blkno and dblkno.
3896  */
3897 int
3898 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3899     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3900 {
3901         struct buf *bp;
3902         struct bufobj *bo;
3903         daddr_t d_blkno;
3904         int bsize, error, maxsize, vmio;
3905         off_t offset;
3906
3907         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3908         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3909             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3910         if (vp->v_type != VCHR)
3911                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3912         if (size > maxbcachebuf)
3913                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3914                     maxbcachebuf);
3915         if (!unmapped_buf_allowed)
3916                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3917
3918         bo = &vp->v_bufobj;
3919         d_blkno = dblkno;
3920
3921         /* Attempt lockless lookup first. */
3922         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3923         if (bp == NULL)
3924                 goto newbuf_unlocked;
3925
3926         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3927             0);
3928         if (error != 0)
3929                 goto loop;
3930
3931         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3932         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3933                 goto foundbuf_fastpath;
3934
3935         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3936         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3937
3938 loop:
3939         BO_RLOCK(bo);
3940         bp = gbincore(bo, blkno);
3941         if (bp != NULL) {
3942                 int lockflags;
3943
3944                 /*
3945                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3946                  * it must be on a queue.
3947                  */
3948                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3949                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3950
3951                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3952                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3953
3954                 /*
3955                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3956                  * the buffer changed identities.
3957                  */
3958                 if (error == ENOLCK)
3959                         goto loop;
3960                 /* We timed out or were interrupted. */
3961                 else if (error != 0)
3962                         return (error);
3963
3964 foundbuf_fastpath:
3965                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3966                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3967                         goto end;
3968
3969                 /*
3970                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is
3971                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3972                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3973                  * backing VM cache.
3974                  */
3975                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3976                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3977                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3978                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3979                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3980                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3981                 else
3982                         bremfree(bp);
3983
3984                 /*
3985                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3986                  */
3987                 if (bp->b_bcount != size) {
3988                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3989                             (size > bp->b_kvasize)) {
3990                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3991                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3992                                         bwrite(bp);
3993                                 } else {
3994                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3995                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3996                                                 brelse(bp);
3997                                         } else {
3998                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3999                                                 bwrite(bp);
4000                                         }
4001                                 }
4002                                 goto loop;
4003                         }
4004                 }
4005
4006                 /*
4007                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4008                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4009                  * reservation is requested.
4010                  */
4011                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4012
4013                 /*
4014                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4015                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4016                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4017                  * unchanged from its previous state.
4018                  */
4019                 allocbuf(bp, size);
4020
4021                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4022                     ("getblk: no buffer offset"));
4023
4024                 /*
4025                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4026                  * be committed before we can return the buffer in
4027                  * order to prevent the caller from issuing a read
4028                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4029                  * it.
4030                  *
4031                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4032                  * operate properly either because they assume they
4033                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4034                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due
4035                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4036                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4037                  * preventing further loops.
4038                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4039                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4040                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4041                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4042                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4043                  * after the write.
4044                  *
4045                  * We might be able to do something fancy, like setting
4046                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4047                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4048                  * confusing.  This is much easier.
4049                  */
4050
4051                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4052                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4053                         bwrite(bp);
4054                         goto loop;
4055                 }
4056                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4057         } else {
4058                 /*
4059                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4060                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4061                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4062                  */
4063                 BO_RUNLOCK(bo);
4064 newbuf_unlocked:
4065                 /*
4066                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4067                  * here.
4068                  */
4069                 if (flags & GB_NOCREAT)
4070                         return (EEXIST);
4071
4072                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4073                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4074                 offset = blkno * bsize;
4075                 vmio = vp->v_object != NULL;
4076                 if (vmio) {
4077                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4078                 } else {
4079                         maxsize = size;
4080                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4081                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4082                 }
4083                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4084                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4085                     !vn_isdisk(vp)) {
4086                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4087                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4088                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4089                             vp));
4090                         if (error != 0)
4091                                 return (error);
4092                         if (d_blkno == -1)
4093                                 return (EJUSTRETURN);
4094                 }
4095
4096                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4097                 if (bp == NULL) {
4098                         if (slpflag || slptimeo)
4099                                 return (ETIMEDOUT);
4100                         /*
4101                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4102                          * enough to work under very low memory conditions.
4103                          *
4104                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4105                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4106                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4107                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4108                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4109                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4110                          * This never happens because we never yield.
4111                          *
4112                          * The real solution is to identify and fix these cases
4113                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4114                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4115                          */
4116                         kern_yield(PRI_USER);
4117                         goto loop;
4118                 }
4119
4120                 /*
4121                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4122                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4123                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4124                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4125                  * throw away the one we just created.
4126                  *
4127                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4128                  * with the vp especially considering limitations in
4129                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4130                  * lblkno's.
4131                  */
4132                 BO_LOCK(bo);
4133                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4134                         BO_UNLOCK(bo);
4135                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4136                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4137                         brelse(bp);
4138                         goto loop;
4139                 }
4140
4141                 /*
4142                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4143                  * be found by incore.
4144                  */
4145                 bp->b_lblkno = blkno;
4146                 bp->b_blkno = d_blkno;
4147                 bp->b_offset = offset;
4148                 bgetvp(vp, bp);
4149                 BO_UNLOCK(bo);
4150
4151                 /*
4152                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4153                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4154                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4155                  * backing store for validity.
4156                  */
4157
4158                 if (vmio) {
4159                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4160                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4161                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4162                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4163                 } else {
4164                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4165                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4166                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4167                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4168                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4169                 }
4170
4171                 allocbuf(bp, size);
4172                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4173                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4174         }
4175         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4176 end:
4177         buf_track(bp, __func__);
4178         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4179             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4180         *bpp = bp;
4181         return (0);
4182 }
4183
4184 /*
4185  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4186  * set to B_INVAL.
4187  */
4188 struct buf *
4189 geteblk(int size, int flags)
4190 {
4191         struct buf *bp;
4192         int maxsize;
4193
4194         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4195         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4196                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4197                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4198                         return (NULL);
4199         }
4200         allocbuf(bp, size);
4201         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4202         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4203         return (bp);
4204 }
4205
4206 /*
4207  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4208  */
4209 static void
4210 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4211 {
4212
4213         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4214                 /*
4215                  * malloced buffers are not shrunk
4216                  */
4217                 if (newbsize == 0) {
4218                         bufmallocadjust(bp, 0);
4219                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4220                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4221                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4222                 }
4223                 return;
4224         }
4225         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4226         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4227 }
4228
4229 /*
4230  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4231  */
4232 static void
4233 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4234 {
4235         caddr_t origbuf;
4236         int origbufsize;
4237
4238         /*
4239          * We only use malloced memory on the first allocation.
4240          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4241          * grows.
4242          *
4243          * There is a potential smp race here that could lead
4244          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4245          * is probably extremely rare and not worth worrying
4246          * over.
4247          */
4248         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4249             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4250                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4251                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4252                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4253                 return;
4254         }
4255
4256         /*
4257          * If the buffer is growing on its other-than-first
4258          * allocation then we revert to the page-allocation
4259          * scheme.
4260          */
4261         origbuf = NULL;
4262         origbufsize = 0;
4263         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4264                 origbuf = bp->b_data;
4265                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4266                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4267                 bufmallocadjust(bp, 0);
4268                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4269                 newbsize = round_page(newbsize);
4270         }
4271         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4272             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4273         if (origbuf != NULL) {
4274                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4275                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4276         }
4277         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4278 }
4279
4280 /*
4281  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4282  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4283  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4284  * resize a buffer up or down.
4285  *
4286  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4287  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!!
4288  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by
4289  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4290  *
4291  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4292  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4293  */
4294 int
4295 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4296 {
4297         int newbsize;
4298
4299         if (bp->b_bcount == size)
4300                 return (1);
4301
4302         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4303                 panic("allocbuf: buffer too small");
4304
4305         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4306         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4307                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4308                         newbsize = round_page(newbsize);
4309                 /*
4310                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4311                  * mess with B_CACHE.
4312                  */
4313                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4314                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4315                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4316                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4317         } else {
4318                 int desiredpages;
4319
4320                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4321                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4322
4323                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4324                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4325                 /*
4326                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4327                  * 0-length.
4328                  */
4329                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4330                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4331
4332                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4333                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4334                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4335                 else if (size > bp->b_bcount)
4336                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4337                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4338         }
4339         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4340         return (1);
4341 }
4342
4343 extern int inflight_transient_maps;
4344
4345 static struct bio_queue nondump_bios;
4346
4347 void
4348 biodone(struct bio *bp)
4349 {
4350         struct mtx *mtxp;
4351         void (*done)(struct bio *);
4352         vm_offset_t start, end;
4353
4354         biotrack(bp, __func__);
4355
4356         /*
4357          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4358          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4359          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4360          * to keep the system usable after it has been resumed.
4361          */
4362         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4363                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4364                 return;
4365         }
4366         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4367                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4368                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4369                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4370                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4371                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4372                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4373                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4374                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4375         }
4376         done = bp->bio_done;
4377         if (done == NULL) {
4378                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4379                 mtx_lock(mtxp);
4380                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4381                 wakeup(bp);
4382                 mtx_unlock(mtxp);
4383         } else
4384                 done(bp);
4385 }
4386
4387 /*
4388  * Wait for a BIO to finish.
4389  */
4390 int
4391 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4392 {
4393         struct mtx *mtxp;
4394
4395         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4396         mtx_lock(mtxp);
4397         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4398                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4399         mtx_unlock(mtxp);
4400         if (bp->bio_error != 0)
4401                 return (bp->bio_error);
4402         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4403                 return (0);
4404         return (EIO);
4405 }
4406
4407 void
4408 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4409 {
4410
4411         if (error) {
4412                 bp->bio_error = error;
4413                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4414         }
4415         if (stat != NULL)
4416                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4417         biodone(bp);
4418 }
4419
4420 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4421 void
4422 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4423 {
4424
4425         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4426 }
4427 #endif
4428
4429 /*
4430  *      bufwait:
4431  *
4432  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4433  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4434  *      error and cleared.
4435  */
4436 int
4437 bufwait(struct buf *bp)
4438 {
4439         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4440                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4441         else
4442                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4443         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4444                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4445                 return (EINTR);
4446         }
4447         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4448                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4449         } else {
4450                 return (0);
4451         }
4452 }
4453
4454 /*
4455  *      bufdone:
4456  *
4457  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4458  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4459  *      not allowed.
4460  *
4461  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4462  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk()
4463  *      assuming B_INVAL is clear.
4464  *
4465  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4466  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4467  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4468  *
4469  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4470  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4471  *      in the biodone routine.
4472  */
4473 void
4474 bufdone(struct buf *bp)
4475 {
4476         struct bufobj *dropobj;
4477         void    (*biodone)(struct buf *);
4478
4479         buf_track(bp, __func__);
4480         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4481         dropobj = NULL;
4482
4483         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4484
4485         runningbufwakeup(bp);
4486         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4487                 dropobj = bp->b_bufobj;
4488         /* call optional completion function if requested */
4489         if (bp->b_iodone != NULL) {
4490                 biodone = bp->b_iodone;
4491                 bp->b_iodone = NULL;
4492                 (*biodone) (bp);
4493                 if (dropobj)
4494                         bufobj_wdrop(dropobj);
4495                 return;
4496         }
4497         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4498                 /*
4499                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4500                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4501                  * routines.
4502                  */
4503                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4504                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4505                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4506                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4507                 vfs_vmio_iodone(bp);
4508         }
4509         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4510                 buf_complete(bp);
4511         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4512                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4513                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4514                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4515                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4516         }
4517         /*
4518          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4519          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4520          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4521          */
4522         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4523                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4524                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4525                         brelse(bp);
4526                 else
4527                         bqrelse(bp);
4528         } else
4529                 bdone(bp);
4530         if (dropobj)
4531                 bufobj_wdrop(dropobj);
4532 }
4533
4534 /*
4535  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4536  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4537  * consistent.
4538  */
4539 void
4540 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4541 {
4542         int i;
4543         vm_object_t obj;
4544         vm_page_t m;
4545
4546         runningbufwakeup(bp);
4547         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4548                 return;
4549
4550         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4551         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4552                 m = bp->b_pages[i];
4553                 if (m == bogus_page) {
4554                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4555                         if (!m)
4556                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4557                         bp->b_pages[i] = m;
4558                         if (buf_mapped(bp)) {
4559                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4560                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4561                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4562                         } else
4563                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4564                 }
4565                 vm_page_sunbusy(m);
4566         }
4567         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4568 }
4569
4570 /*
4571  * vfs_page_set_valid:
4572  *
4573  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4574  *      range is restricted to the buffer's size.
4575  *
4576  *      This routine is typically called after a read completes.
4577  */
4578 static void
4579 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4580 {
4581         vm_ooffset_t eoff;
4582
4583         /*
4584          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4585          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4586          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4587          * allocation size of the buffer.
4588          */
4589         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4590         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4591                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4592
4593         /*
4594          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4595          * entire page.
4596          */
4597         if (eoff > off)
4598                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4599 }
4600
4601 /*
4602  * vfs_page_set_validclean:
4603  *
4604  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4605  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4606  */
4607 static void
4608 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4609 {
4610         vm_ooffset_t soff, eoff;
4611
4612         /*
4613          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4614          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4615          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4616          * of the buffer.
4617          */
4618         soff = off;
4619         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4620         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4621                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4622
4623         /*
4624          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4625          * entire page.
4626          */
4627         if (eoff > soff) {
4628                 vm_page_set_validclean(
4629                     m,
4630                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4631                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4632                 );
4633         }
4634 }
4635
4636 /*
4637  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4638  */
4639 void
4640 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4641 {
4642         int i;
4643
4644         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4645                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4646 }
4647
4648 void
4649 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4650 {
4651         int i;
4652
4653         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4654                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4655 }
4656
4657 /*
4658  * This routine is called before a device strategy routine.
4659  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4660  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4661  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4662  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4663  * inconsistent.
4664  *
4665  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4666  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4667  * and should be ignored.
4668  */
4669 void
4670 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4671 {
4672         vm_object_t obj;
4673         vm_ooffset_t foff;
4674         vm_page_t m;
4675         int i;
4676         bool bogus;
4677
4678         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4679                 return;
4680
4681         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4682         foff = bp->b_offset;
4683         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4684             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4685         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4686                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4687                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4688         }
4689         if (bp->b_bufsize != 0)
4690                 vfs_setdirty_range(bp);
4691         bogus = false;
4692         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4693                 m = bp->b_pages[i];
4694                 vm_page_assert_sbusied(m);
4695
4696                 /*
4697                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4698                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4699                  * bogus_page replacement for valid pages in
4700                  * partially instantiated buffers.  Partially
4701                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4702                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4703                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4704                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4705                  * first place ).  The replacement prevents the read
4706                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4707                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4708                  * It may not work properly with small-block devices.
4709                  * We need to find a better way.
4710                  */
4711                 if (clear_modify) {
4712                         pmap_remove_write(m);
4713                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4714                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4715                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4716                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4717                         bogus = true;
4718                 }
4719                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4720         }
4721         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4722                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4723                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4724                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4725         }
4726 }
4727
4728 /*
4729  *      vfs_bio_set_valid:
4730  *
4731  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4732  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4733  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4734  *      page.
4735  */
4736 void
4737 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4738 {
4739         int i, n;
4740         vm_page_t m;
4741
4742         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4743                 return;
4744
4745         /*
4746          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4747          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4748          * first page that can be validated.
4749          */
4750         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4751         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4752
4753         /*
4754          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4755          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4756          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4757          * other page validation.
4758          */
4759         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4760         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4761                 m = bp->b_pages[i];
4762                 if (n > size)
4763                         n = size;
4764                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4765                 base += n;
4766                 size -= n;
4767                 n = PAGE_SIZE;
4768         }
4769         vfs_busy_pages_release(bp);
4770 }
4771
4772 /*
4773  *      vfs_bio_clrbuf:
4774  *
4775  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4776  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4777  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4778  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4779  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4780  *
4781  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4782  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4783  */
4784 void
4785 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp)
4786 {
4787         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4788
4789         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4790                 clrbuf(bp);
4791                 return;
4792         }
4793         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4794         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4795         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4796         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4797         slide = 0;
4798         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4799                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4800                 ea = slide & PAGE_MASK;
4801                 if (ea == 0)
4802                         ea = PAGE_SIZE;
4803                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4804                         continue;
4805                 j = sa / DEV_BSIZE;
4806                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4807                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4808                         continue;
4809                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4810                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4811                 else {
4812                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4813                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4814                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4815                                             sa, DEV_BSIZE);
4816                                 }
4817                         }
4818                 }
4819                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4820                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4821         }
4822         vfs_busy_pages_release(bp);
4823         bp->b_resid = 0;
4824 }
4825
4826 void
4827 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4828 {
4829         vm_page_t m;
4830         int i, n;
4831
4832         if (buf_mapped(bp)) {
4833                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4834                 bzero(bp->b_data + base, size);
4835         } else {
4836                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4837                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4838                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4839                         m = bp->b_pages[i];
4840                         if (n > size)
4841                                 n = size;
4842                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4843                         base += n;
4844                         size -= n;
4845                         n = PAGE_SIZE;
4846                 }
4847         }
4848 }
4849
4850 /*
4851  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4852  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4853  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4854  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4855  */
4856 static void
4857 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4858 {
4859
4860         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4861             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4862
4863         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4864                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4865         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4866                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4867         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4868                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4869                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4870                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4871                 if (release)
4872                         brelse(bp);
4873         } else if (release)
4874                 bqrelse(bp);
4875 }
4876
4877 void
4878 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4879 {
4880
4881         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4882 }
4883
4884 void
4885 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4886 {
4887
4888         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4889 }
4890
4891 /*
4892  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4893  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4894  * not associated with a file object.
4895  */
4896 static void
4897 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4898 {
4899         vm_offset_t pg;
4900         vm_page_t p;
4901         int index;
4902
4903         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4904
4905         to = round_page(to);
4906         from = round_page(from);
4907         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4908         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4909         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4910             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4911             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4912
4913         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4914                 /*
4915                  * note: must allocate system pages since blocking here
4916                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4917                  * process we are.
4918                  */
4919                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4920                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4921                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4922                 bp->b_pages[index] = p;
4923         }
4924         bp->b_npages = index;
4925 }
4926
4927 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4928 static void
4929 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4930 {
4931         vm_offset_t from;
4932         vm_page_t p;
4933         int index, newnpages;
4934
4935         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4936
4937         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4938         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4939         if (bp->b_npages > newnpages)
4940                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4941         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4942                 p = bp->b_pages[index];
4943                 bp->b_pages[index] = NULL;
4944                 vm_page_unwire_noq(p);
4945                 vm_page_free(p);
4946         }
4947         bp->b_npages = newnpages;
4948 }
4949
4950 /*
4951  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4952  *
4953  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4954  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4955  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4956  *
4957  * Note that even if the caller determines that the address space should
4958  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4959  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4960  * check the return value.
4961  *
4962  * This function only works with pager buffers.
4963  */
4964 int
4965 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
4966 {
4967         vm_prot_t prot;
4968         int pidx;
4969
4970         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
4971         prot = VM_PROT_READ;
4972         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4973                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4974         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4975             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
4976         if (pidx < 0)
4977                 return (-1);
4978         bp->b_bufsize = len;
4979         bp->b_npages = pidx;
4980         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
4981         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4982                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4983                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4984         } else
4985                 bp->b_data = unmapped_buf;
4986         return (0);
4987 }
4988
4989 /*
4990  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4991  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4992  *
4993  * This function only works with pager buffers.
4994  */
4995 void
4996 vunmapbuf(struct buf *bp)
4997 {
4998         int npages;
4999
5000         npages = bp->b_npages;
5001         if (buf_mapped(bp))
5002                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5003         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5004
5005         bp->b_data = unmapped_buf;
5006 }
5007
5008 void
5009 bdone(struct buf *bp)
5010 {
5011         struct mtx *mtxp;
5012
5013         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5014         mtx_lock(mtxp);
5015         bp->b_flags |= B_DONE;
5016         wakeup(bp);
5017         mtx_unlock(mtxp);
5018 }
5019
5020 void
5021 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5022 {
5023         struct mtx *mtxp;
5024
5025         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5026         mtx_lock(mtxp);
5027         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5028                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5029         mtx_unlock(mtxp);
5030 }
5031
5032 int
5033 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5034 {
5035
5036         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5037 }
5038
5039 void
5040 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5041 {
5042         int i __unused;
5043         struct vnode *vp;
5044
5045         vp = bp->b_vp;
5046         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5047         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5048             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5049         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5050         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5051 }
5052
5053 /*
5054  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5055  */
5056 void
5057 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5058 {
5059         static volatile int bufobj_cleanq;
5060
5061         bo->bo_domain =
5062             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5063         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5064         bo->bo_private = private;
5065         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5066         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5067 }
5068
5069 void
5070 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5071 {
5072
5073         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5074         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5075         bo->bo_numoutput++;
5076 }
5077
5078 void
5079 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5080 {
5081
5082         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5083         BO_LOCK(bo);
5084         bo->bo_numoutput++;
5085         BO_UNLOCK(bo);
5086 }
5087
5088 void
5089 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5090 {
5091
5092         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5093         BO_LOCK(bo);
5094         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5095         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5096                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5097                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5098         }
5099         BO_UNLOCK(bo);
5100 }
5101
5102 int
5103 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5104 {
5105         int error;
5106
5107         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5108         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5109         error = 0;
5110         while (bo->bo_numoutput) {
5111                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5112                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5113                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5114                 if (error)
5115                         break;
5116         }
5117         return (error);
5118 }
5119
5120 /*
5121  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5122  */
5123 void
5124 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5125 {
5126
5127         if (!buf_mapped(bp)) {
5128                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5129                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5130                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5131                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5132                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5133                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5134                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5135                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5136                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5137                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5138         } else {
5139                 bip->bio_data = bp->b_data;
5140                 bip->bio_ma = NULL;
5141         }
5142 }
5143
5144 /*
5145  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5146  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5147  * to data corruption.
5148  *
5149  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5150  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5151  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5152  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5153  *
5154  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5155  * earlier chips, it should be flipped back off.
5156  */
5157 #ifdef  __mips__
5158 static int buf_pager_relbuf = 1;
5159 #else
5160 static int buf_pager_relbuf = 0;
5161 #endif
5162 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5163     &buf_pager_relbuf, 0,
5164     "Make buffer pager release buffers after reading");
5165
5166 /*
5167  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5168  *
5169  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5170  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5171  * device block size is greater than the machine page size.  The
5172  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5173  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5174  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5175  * pages.
5176  *
5177  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5178  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5179  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5180  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5181  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5182  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5183  */
5184 int
5185 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5186     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5187     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5188 {
5189         vm_page_t m;
5190         vm_object_t object;
5191         struct buf *bp;
5192         struct mount *mp;
5193         daddr_t lbn, lbnp;
5194         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5195         long bo_bs, bsize;
5196         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5197         bool redo, lpart;
5198
5199         object = vp->v_object;
5200         mp = vp->v_mount;
5201         error = 0;
5202         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5203         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5204                 return (VM_PAGER_BAD);
5205
5206         /*
5207          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5208          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5209          * and the start of the potential read-ahead region.
5210          */
5211         la += PAGE_SIZE;
5212         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5213         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5214             &bo_bs);
5215         if (error != 0)
5216                 return (VM_PAGER_ERROR);
5217
5218         /*
5219          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5220          */
5221         pgsin = count;
5222         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5223         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5224         pgsin += pgsin_b;
5225         if (rbehind != NULL)
5226                 *rbehind = pgsin_b;
5227         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5228         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5229                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5230                     PAGE_SIZE) - la);
5231         pgsin += pgsin_a;
5232         if (rahead != NULL)
5233                 *rahead = pgsin_a;
5234         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5235         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5236
5237         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5238             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5239 again:
5240         for (i = 0; i < count; i++) {
5241                 if (ma[i] != bogus_page)
5242                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5243         }
5244
5245         lbnp = -1;
5246         for (i = 0; i < count; i++) {
5247                 m = ma[i];
5248                 if (m == bogus_page)
5249                         continue;
5250
5251                 /*
5252                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5253                  * owned, which together allow for the pages'
5254                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5255                  * useless creation of the buffer for the most typical
5256                  * case when invalidation is not used in redo or for
5257                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5258                  * the end of the function catches the race in a
5259                  * reliable way (protected by the object lock).
5260                  */
5261                 if (vm_page_all_valid(m))
5262                         continue;
5263
5264                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5265                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5266                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5267                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5268                         if (lbn == lbnp)
5269                                 goto next_page;
5270                         lbnp = lbn;
5271
5272                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5273                         if (error == 0)
5274                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5275                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5276                         if (error != 0)
5277                                 goto end_pages;
5278                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5279                                 crfree(bp->b_rcred);
5280                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5281                         }
5282                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5283                                 /*
5284                                  * Invalidation clears m->valid, but
5285                                  * may leave B_CACHE flag if the
5286                                  * buffer existed at the invalidation
5287                                  * time.  In this case, recycle the
5288                                  * buffer to do real read on next
5289                                  * bread() after redo.
5290                                  *
5291                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5292                                  * necessary, enable to reduce buf
5293                                  * cache pressure.
5294                                  */
5295                                 if (buf_pager_relbuf ||
5296                                     !vm_page_all_valid(m))
5297                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5298
5299                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5300                                 brelse(bp);
5301                         } else {
5302                                 bqrelse(bp);
5303                         }
5304                 }
5305                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5306                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5307                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5308                 if (i == count - 1 && lpart) {
5309                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5310                             !vm_page_all_valid(m))
5311                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5312                 }
5313 next_page:;
5314         }
5315 end_pages:
5316
5317         redo = false;
5318         for (i = 0; i < count; i++) {
5319                 if (ma[i] == bogus_page)
5320                         continue;
5321                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5322                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5323                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5324                             VM_ALLOC_NORMAL);
5325                 }
5326
5327                 /*
5328                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5329                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5330                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5331                  * relinguish, they could have been invalidated.
5332                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5333                  *
5334                  * Note that the last page is made fully valid in the
5335                  * read loop, and partial validity for the page at
5336                  * index count - 1 could mean that the page was
5337                  * invalidated or removed, so we must restart for
5338                  * safety as well.
5339                  */
5340                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5341                         redo = true;
5342         }
5343         if (redo && error == 0)
5344                 goto again;
5345         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5346 }
5347
5348 #include "opt_ddb.h"
5349 #ifdef DDB
5350 #include <ddb/ddb.h>
5351
5352 /* DDB command to show buffer data */
5353 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5354 {
5355         /* get args */
5356         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5357 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5358         uint32_t i, j;
5359 #endif
5360
5361         if (!have_addr) {
5362                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5363                 return;
5364         }
5365
5366         db_printf("buf at %p\n", bp);
5367         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5368             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5369             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5370         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5371             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5372             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5373         db_printf(
5374             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5375             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5376             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5377             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5378             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5379             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5380         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5381             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5382         if (bp->b_npages) {
5383                 int i;
5384                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5385                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5386                         vm_page_t m;
5387                         m = bp->b_pages[i];
5388                         if (m != NULL)
5389                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5390                                     (u_long)m->pindex,
5391                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5392                         else
5393                                 db_printf("( ??? )");
5394                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5395                                 db_printf(",");
5396                 }
5397                 db_printf("\n");
5398         }
5399         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5400 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5401         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5402
5403         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5404         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5405                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5406                         continue;
5407                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5408                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5409         }
5410 #elif defined(BUF_TRACKING)
5411         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5412 #endif
5413         db_printf(" ");
5414 }
5415
5416 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5417 {
5418         struct bufdomain *bd;
5419         struct buf *bp;
5420         long total;
5421         int i, j, cnt;
5422
5423         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5424
5425         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5426                 bd = &bdomain[i];
5427                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5428                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5429                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5430                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5431                 db_printf("\n");
5432                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5433                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5434                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5435                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5436                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5437                 db_printf("\n");
5438                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5439                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5440                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5441                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5442                 db_printf("\n");
5443                 total = 0;
5444                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5445                         total += bp->b_bufsize;
5446                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5447                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5448                 total = 0;
5449                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5450                         total += bp->b_bufsize;
5451                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5452                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5453                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5454                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5455                 db_printf("\tCPU ");
5456                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5457                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5458                 db_printf("\n");
5459                 cnt = 0;
5460                 total = 0;
5461                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5462                         bp = nbufp(j);
5463                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5464                                 cnt++;
5465                                 total += bp->b_bufsize;
5466                         }
5467                 }
5468                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5469                 cnt = 0;
5470                 total = 0;
5471                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5472                         bp = nbufp(j);
5473                         if (bp->b_domain == i) {
5474                                 cnt++;
5475                                 total += bp->b_bufsize;
5476                         }
5477                 }
5478                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5479         }
5480 }
5481
5482 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5483 {
5484         struct buf *bp;
5485         int i;
5486
5487         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5488                 bp = nbufp(i);
5489                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5490                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5491                         db_printf("\n");
5492                         if (db_pager_quit)
5493                                 break;
5494                 }
5495         }
5496 }
5497
5498 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5499 {
5500         struct vnode *vp;
5501         struct buf *bp;
5502
5503         if (!have_addr) {
5504                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5505                 return;
5506         }
5507         vp = (struct vnode *)addr;
5508         db_printf("Clean buffers:\n");
5509         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5510                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5511                 db_printf("\n");
5512         }
5513         db_printf("Dirty buffers:\n");
5514         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5515                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5516                 db_printf("\n");
5517         }
5518 }
5519
5520 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5521 {
5522         struct buf *bp;
5523         int i, used = 0, nfree = 0;
5524
5525         if (have_addr) {
5526                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5527                 return;
5528         }
5529
5530         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5531                 bp = nbufp(i);
5532                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5533                         nfree++;
5534                 else
5535                         used++;
5536         }
5537
5538         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5539             nfree + used);
5540         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5541 }
5542 #endif /* DDB */