]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Fix some races introduced in r332974.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/limits.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/mount.h>
64 #include <sys/mutex.h>
65 #include <sys/kernel.h>
66 #include <sys/kthread.h>
67 #include <sys/proc.h>
68 #include <sys/racct.h>
69 #include <sys/resourcevar.h>
70 #include <sys/rwlock.h>
71 #include <sys/smp.h>
72 #include <sys/sysctl.h>
73 #include <sys/sysproto.h>
74 #include <sys/vmem.h>
75 #include <sys/vmmeter.h>
76 #include <sys/vnode.h>
77 #include <sys/watchdog.h>
78 #include <geom/geom.h>
79 #include <vm/vm.h>
80 #include <vm/vm_param.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/vm_object.h>
83 #include <vm/vm_page.h>
84 #include <vm/vm_pageout.h>
85 #include <vm/vm_pager.h>
86 #include <vm/vm_extern.h>
87 #include <vm/vm_map.h>
88 #include <vm/swap_pager.h>
89 #include "opt_swap.h"
90
91 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
92
93 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
94
95 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
96         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
97         .bop_write      =       bufwrite,
98         .bop_strategy   =       bufstrategy,
99         .bop_sync       =       bufsync,
100         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
101 };
102
103 struct bufqueue {
104         struct mtx_padalign     bq_lock;
105         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
106         uint8_t                 bq_index;
107         uint16_t                bq_subqueue;
108         int                     bq_len;
109 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
110
111 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
112 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
113 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
115
116 struct bufdomain {
117         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
118         struct bufqueue bd_dirtyq;
119         struct bufqueue *bd_cleanq;
120         struct mtx_padalign bd_run_lock;
121         /* Constants */
122         long            bd_maxbufspace;
123         long            bd_hibufspace;
124         long            bd_lobufspace;
125         long            bd_bufspacethresh;
126         int             bd_hifreebuffers;
127         int             bd_lofreebuffers;
128         int             bd_hidirtybuffers;
129         int             bd_lodirtybuffers;
130         int             bd_dirtybufthresh;
131         int             bd_lim;
132         /* atomics */
133         int             bd_wanted;
134         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
136         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
138 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
139
140 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
141 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
142 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
144 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
145 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
148
149 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
150 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
151 caddr_t unmapped_buf;
152
153 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
154 struct proc *bufdaemonproc;
155
156 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
157 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
158 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
159                 vm_offset_t to);
160 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
161 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
162                 vm_page_t m);
163 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
164 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
165 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
166 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
167 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
168 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
169                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
170 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
171                 void (*)(struct buf *));
172 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
173 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
174 static void buf_daemon(void);
175 static __inline void bd_wakeup(void);
176 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
177 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
178 static void bufkva_free(struct buf *);
179 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
180 static void buf_release(void *, void **, int);
181 static void maxbcachebuf_adjust(void);
182 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
183 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
184 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
185 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
186 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
187             const char *lockname);
188 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
189 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
190 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
191 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
192
193 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
194 int vmiodirenable = TRUE;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
196     "Use the VM system for directory writes");
197 long runningbufspace;
198 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
199     "Amount of presently outstanding async buffer io");
200 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
201     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
202 static counter_u64_t bufkvaspace;
203 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
204     "Kernel virtual memory used for buffers");
205 static long maxbufspace;
206 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
207     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
208     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
209     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
210 static long bufmallocspace;
211 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
212     "Amount of malloced memory for buffers");
213 static long maxbufmallocspace;
214 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
215     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
216 static long lobufspace;
217 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
218     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
219     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
220     "Minimum amount of buffers we want to have");
221 long hibufspace;
222 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
223     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
224     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
225     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
226 long bufspacethresh;
227 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
228     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
229     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
230     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
231 static counter_u64_t buffreekvacnt;
232 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
233     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
234 static counter_u64_t bufdefragcnt;
235 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
236     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
237 static long lorunningspace;
238 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
239     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
240     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
241 static long hirunningspace;
242 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
243     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
244     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
245 int dirtybufferflushes;
246 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
247     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
248 int bdwriteskip;
249 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
250     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
251 int altbufferflushes;
252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
253     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
254 static int recursiveflushes;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
256     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
257 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
258 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
259     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
260     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
261 static int lodirtybuffers;
262 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
263     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
264     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
265     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
266 static int hidirtybuffers;
267 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
268     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
269     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
270     "When the number of dirty buffers is considered severe");
271 int dirtybufthresh;
272 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
273     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
274     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
275     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
276 static int numfreebuffers;
277 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
278     "Number of free buffers");
279 static int lofreebuffers;
280 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
281     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
282     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
283    "Target number of free buffers");
284 static int hifreebuffers;
285 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
286     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
287     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
288    "Threshold for clean buffer recycling");
289 static counter_u64_t getnewbufcalls;
290 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
291    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
292 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
293 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
294     &getnewbufrestarts,
295     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
296 static counter_u64_t mappingrestarts;
297 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
298     &mappingrestarts,
299     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
300     "unmapped buffer");
301 static counter_u64_t numbufallocfails;
302 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
303     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
304 static int flushbufqtarget = 100;
305 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
306     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
307 static counter_u64_t notbufdflushes;
308 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
309     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
310 static long barrierwrites;
311 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
312     "Number of barrier writes");
313 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
314     &unmapped_buf_allowed, 0,
315     "Permit the use of the unmapped i/o");
316 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
317 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
318     "Maximum size of a buffer cache block");
319
320 /*
321  * This lock synchronizes access to bd_request.
322  */
323 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
324
325 /*
326  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
327  * waitrunningbufspace().
328  */
329 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
330
331 /*
332  * Lock that protects bdirtywait.
333  */
334 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
335
336 /*
337  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
338  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
339  * is idling.
340  */
341 static int bd_request;
342
343 /*
344  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
345  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
346  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
347  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
348  */
349 static int bd_speedupreq;
350
351 /*
352  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
353  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
354  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
355  */
356 static int runningbufreq;
357
358 /*
359  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
360  */
361 static int bdirtywait;
362
363 /*
364  * Definitions for the buffer free lists.
365  */
366 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
367 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
368 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
369 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
370 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
371
372 /* Maximum number of buffer domains. */
373 #define BUF_DOMAINS     8
374
375 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
376 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
377
378 /* Configured number of clean queues. */
379 static int __read_mostly buf_domains;
380
381 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
382 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
383 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
384
385 /*
386  * per-cpu empty buffer cache.
387  */
388 uma_zone_t buf_zone;
389
390 /*
391  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
392  * buf_wmesg is referred from macros.
393  */
394 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
395
396 static int
397 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
398 {
399         long value;
400         int error;
401
402         value = *(long *)arg1;
403         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
404         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
405                 return (error);
406         mtx_lock(&rbreqlock);
407         if (arg1 == &hirunningspace) {
408                 if (value < lorunningspace)
409                         error = EINVAL;
410                 else
411                         hirunningspace = value;
412         } else {
413                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
414                     ("%s: unknown arg1", __func__));
415                 if (value > hirunningspace)
416                         error = EINVAL;
417                 else
418                         lorunningspace = value;
419         }
420         mtx_unlock(&rbreqlock);
421         return (error);
422 }
423
424 static int
425 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
426 {
427         int error;
428         int value;
429         int i;
430
431         value = *(int *)arg1;
432         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
433         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
434                 return (error);
435         *(int *)arg1 = value;
436         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
437                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
438                     value / buf_domains;
439
440         return (error);
441 }
442
443 static int
444 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
445 {
446         long value;
447         int error;
448         int i;
449
450         value = *(long *)arg1;
451         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
452         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
453                 return (error);
454         *(long *)arg1 = value;
455         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
456                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
457                     value / buf_domains;
458
459         return (error);
460 }
461
462 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
463     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
464 static int
465 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
466 {
467         long lvalue;
468         int ivalue;
469         int i;
470
471         lvalue = 0;
472         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
473                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
474         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
475                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
476         if (lvalue > INT_MAX)
477                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
478                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
479         ivalue = lvalue;
480         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
481 }
482 #else
483 static int
484 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
485 {
486         long lvalue;
487         int i;
488
489         lvalue = 0;
490         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
491                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
492         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
493 }
494 #endif
495
496 static int
497 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
498 {
499         int value;
500         int i;
501
502         value = 0;
503         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
504                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
505         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
506 }
507
508 /*
509  *      bdirtywakeup:
510  *
511  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
512  */
513 static void
514 bdirtywakeup(void)
515 {
516         mtx_lock(&bdirtylock);
517         if (bdirtywait) {
518                 bdirtywait = 0;
519                 wakeup(&bdirtywait);
520         }
521         mtx_unlock(&bdirtylock);
522 }
523
524 /*
525  *      bd_clear:
526  *
527  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
528  *      is decremented.
529  */
530 static void
531 bd_clear(struct bufdomain *bd)
532 {
533
534         mtx_lock(&bdirtylock);
535         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
536                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
537         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
538                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
539         mtx_unlock(&bdirtylock);
540 }
541
542 /*
543  *      bd_set:
544  *
545  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
546  *      is incremented.
547  */
548 static void
549 bd_set(struct bufdomain *bd)
550 {
551
552         mtx_lock(&bdirtylock);
553         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
554                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
555         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
556                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
557         mtx_unlock(&bdirtylock);
558 }
559
560 /*
561  *      bdirtysub:
562  *
563  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
564  *      threads blocked in bwillwrite().
565  */
566 static void
567 bdirtysub(struct buf *bp)
568 {
569         struct bufdomain *bd;
570         int num;
571
572         bd = bufdomain(bp);
573         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
574         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
575                 bdirtywakeup();
576         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
577                 bd_clear(bd);
578 }
579
580 /*
581  *      bdirtyadd:
582  *
583  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
584  *      daemon if needed.
585  */
586 static void
587 bdirtyadd(struct buf *bp)
588 {
589         struct bufdomain *bd;
590         int num;
591
592         /*
593          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
594          * buf daemon will keep running until the condition clears.
595          */
596         bd = bufdomain(bp);
597         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
598         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
599                 bd_wakeup();
600         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
601                 bd_set(bd);
602 }
603
604 /*
605  *      bufspace_daemon_wakeup:
606  *
607  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
608  */
609 static void
610 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
611 {
612
613         /*
614          * avoid the lock if the daemon is running.
615          */
616         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
617                 BD_RUN_LOCK(bd);
618                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
619                 wakeup(&bd->bd_running);
620                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
621         }
622 }
623
624 /*
625  *      bufspace_daemon_wait:
626  *
627  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
628  */
629 static void
630 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
631 {
632         /*
633          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
634          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
635          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
636          * freebuffers prior to checking bd_running.
637          */
638         BD_RUN_LOCK(bd);
639         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
640         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
641             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
642                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
643                     "-", hz);
644         } else {
645                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
646                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
647                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
648         }
649 }
650
651 /*
652  *      bufspace_adjust:
653  *
654  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
655  *      waking any waiters.
656  */
657 static void
658 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
659 {
660         struct bufdomain *bd;
661         long space;
662         int diff;
663
664         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
665             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
666         bd = bufdomain(bp);
667         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
668         if (diff < 0) {
669                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
670         } else if (diff > 0) {
671                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
672                 /* Wake up the daemon on the transition. */
673                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
674                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
675                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
676         }
677         bp->b_bufsize = bufsize;
678 }
679
680 /*
681  *      bufspace_reserve:
682  *
683  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
684  *      different space limit than data.
685  */
686 static int
687 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
688 {
689         long limit, new;
690         long space;
691
692         if (metadata)
693                 limit = bd->bd_maxbufspace;
694         else
695                 limit = bd->bd_hibufspace;
696         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
697         new = space + size;
698         if (new > limit) {
699                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
700                 return (ENOSPC);
701         }
702
703         /* Wake up the daemon on the transition. */
704         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
705                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
706
707         return (0);
708 }
709
710 /*
711  *      bufspace_release:
712  *
713  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
714  */
715 static void
716 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
717 {
718
719         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
720 }
721
722 /*
723  *      bufspace_wait:
724  *
725  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
726  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
727  *      operation must be re-tried on return.
728  */
729 static void
730 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
731     int slpflag, int slptimeo)
732 {
733         struct thread *td;
734         int error, fl, norunbuf;
735
736         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
737                 return;
738
739         td = curthread;
740         BD_LOCK(bd);
741         while (bd->bd_wanted) {
742                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
743                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
744                         BD_UNLOCK(bd);
745                         /*
746                          * getblk() is called with a vnode locked, and
747                          * some majority of the dirty buffers may as
748                          * well belong to the vnode.  Flushing the
749                          * buffers there would make a progress that
750                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
751                          * cannot lock the vnode.
752                          */
753                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
754                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
755
756                         /*
757                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
758                          * may be called while the thread owns lock
759                          * for another dirty buffer for the same
760                          * vnode, which makes it impossible to use
761                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
762                          * recursion.
763                          */
764                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
765                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
766                         td->td_pflags &= norunbuf;
767                         BD_LOCK(bd);
768                         if (fl != 0)
769                                 continue;
770                         if (bd->bd_wanted == 0)
771                                 break;
772                 }
773                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
774                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
775                 if (error != 0)
776                         break;
777         }
778         BD_UNLOCK(bd);
779 }
780
781
782 /*
783  *      bufspace_daemon:
784  *
785  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
786  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
787  *      block nor work to reclaim buffers.
788  */
789 static void
790 bufspace_daemon(void *arg)
791 {
792         struct bufdomain *bd;
793
794         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
795             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
796
797         bd = arg;
798         for (;;) {
799                 kthread_suspend_check();
800
801                 /*
802                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
803                  * targets.
804                  *
805                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
806                  * when some free buffer headers and space are always
807                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
808                  * the excessive blocking and synchronization associated
809                  * with shortfall.  It goes through three phases according
810                  * demand:
811                  *
812                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
813                  *      during idle periods when the counters are below
814                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
815                  *
816                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
817                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
818                  *      slightly according to the rate of consumption and
819                  *      release.
820                  *
821                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
822                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
823                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
824                  *      until we return to condition 2.
825                  */
826                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
827                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
828                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
829                                 if (bd_flushall(bd))
830                                         continue;
831                                 /*
832                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
833                                  * buffers.  This is possible in particular
834                                  * because softdep may held many bufs locked
835                                  * pending writes to other bufs which are
836                                  * marked for delayed write, exhausting
837                                  * clean space until they are written.
838                                  */
839                                 bd_speedup();
840                                 BD_LOCK(bd);
841                                 if (bd->bd_wanted) {
842                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
843                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
844                                 } else
845                                         BD_UNLOCK(bd);
846                         }
847                         maybe_yield();
848                 }
849                 bufspace_daemon_wait(bd);
850         }
851 }
852
853 /*
854  *      bufmallocadjust:
855  *
856  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
857  *      waking any waiters.
858  */
859 static void
860 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
861 {
862         int diff;
863
864         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
865             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
866         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
867         if (diff < 0)
868                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
869         else
870                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
871         bp->b_bufsize = bufsize;
872 }
873
874 /*
875  *      runningwakeup:
876  *
877  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
878  *      below lorunningspace.
879  */
880 static void
881 runningwakeup(void)
882 {
883
884         mtx_lock(&rbreqlock);
885         if (runningbufreq) {
886                 runningbufreq = 0;
887                 wakeup(&runningbufreq);
888         }
889         mtx_unlock(&rbreqlock);
890 }
891
892 /*
893  *      runningbufwakeup:
894  *
895  *      Decrement the outstanding write count according.
896  */
897 void
898 runningbufwakeup(struct buf *bp)
899 {
900         long space, bspace;
901
902         bspace = bp->b_runningbufspace;
903         if (bspace == 0)
904                 return;
905         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
906         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
907             space, bspace));
908         bp->b_runningbufspace = 0;
909         /*
910          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
911          * the threshold to falling below it.
912          */
913         if (space < lorunningspace)
914                 return;
915         if (space - bspace > lorunningspace)
916                 return;
917         runningwakeup();
918 }
919
920 /*
921  *      waitrunningbufspace()
922  *
923  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
924  *      running.  This routine is used in async-write situations to
925  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
926  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
927  *
928  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
929  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
930  *      caller's write has reached the device.
931  */
932 void
933 waitrunningbufspace(void)
934 {
935
936         mtx_lock(&rbreqlock);
937         while (runningbufspace > hirunningspace) {
938                 runningbufreq = 1;
939                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
940         }
941         mtx_unlock(&rbreqlock);
942 }
943
944
945 /*
946  *      vfs_buf_test_cache:
947  *
948  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
949  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
950  *      valid data.
951  */
952 static __inline void
953 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
954     vm_offset_t size, vm_page_t m)
955 {
956
957         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
958         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
959                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
960                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
961                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
962         }
963 }
964
965 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
966 static void
967 bd_wakeup(void)
968 {
969
970         mtx_lock(&bdlock);
971         if (bd_request == 0) {
972                 bd_request = 1;
973                 wakeup(&bd_request);
974         }
975         mtx_unlock(&bdlock);
976 }
977
978 /*
979  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
980  */
981 static void
982 maxbcachebuf_adjust(void)
983 {
984         int i;
985
986         /*
987          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
988          */
989         i = 2;
990         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
991                 i *= 2;
992         maxbcachebuf = i;
993         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
994                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
995         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
996                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
997         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
998                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
999 }
1000
1001 /*
1002  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1003  */
1004 void
1005 bd_speedup(void)
1006 {
1007         int needwake;
1008
1009         mtx_lock(&bdlock);
1010         needwake = 0;
1011         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1012                 needwake = 1;
1013         bd_speedupreq = 1;
1014         bd_request = 1;
1015         if (needwake)
1016                 wakeup(&bd_request);
1017         mtx_unlock(&bdlock);
1018 }
1019
1020 #ifndef NSWBUF_MIN
1021 #define NSWBUF_MIN      16
1022 #endif
1023
1024 #ifdef __i386__
1025 #define TRANSIENT_DENOM 5
1026 #else
1027 #define TRANSIENT_DENOM 10
1028 #endif
1029
1030 /*
1031  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1032  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1033  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1034  * being reserved at this time.
1035  */
1036 caddr_t
1037 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1038 {
1039         int tuned_nbuf;
1040         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1041
1042         /*
1043          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1044          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1045          */
1046         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1047
1048         maxbcachebuf_adjust();
1049         /*
1050          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1051          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1052          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1053          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1054          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1055          * maxbcache bytes.
1056          *
1057          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1058          */
1059         if (nbuf == 0) {
1060                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1061
1062                 nbuf = 50;
1063                 if (physmem_est > 4096)
1064                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1065                             65536 / factor);
1066                 if (physmem_est > 65536)
1067                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1068                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1069
1070                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1071                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1072                 tuned_nbuf = 1;
1073         } else
1074                 tuned_nbuf = 0;
1075
1076         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1077         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1078         if (nbuf > maxbuf) {
1079                 if (!tuned_nbuf)
1080                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1081                             maxbuf);
1082                 nbuf = maxbuf;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1087          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1088          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1089          *
1090          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1091          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1092          * maximum buffer map extent on the platform.
1093          *
1094          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1095          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1096          * with ample KVA space.
1097          */
1098         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1099                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1100                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1101                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1102                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1103                         /*
1104                          * There is more KVA than memory.  Do not
1105                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1106                          * of maxbuf to transient map.
1107                          */
1108                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1109                 } else {
1110                         /*
1111                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1112                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1113                          * the buffer map to the transient bio map.
1114                          */
1115                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1116                         buf_sz -= biotmap_sz;
1117                 }
1118                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1119                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1120                 else
1121                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1122                 /*
1123                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1124                  * using the transient mapping.
1125                  */
1126                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1127                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1128                 if (tuned_nbuf)
1129                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1130         }
1131
1132         /*
1133          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
1134          * We have no less then 16 and no more then 256.
1135          */
1136         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1137         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
1138         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1139                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
1140
1141         /*
1142          * Reserve space for the buffer cache buffers
1143          */
1144         swbuf = (void *)v;
1145         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
1146         buf = (void *)v;
1147         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1148
1149         return(v);
1150 }
1151
1152 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1153 void
1154 bufinit(void)
1155 {
1156         struct buf *bp;
1157         int i;
1158
1159         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1160             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1161             MAXBSIZE));
1162         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1163         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1164         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1165         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1166
1167         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1168
1169         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1170         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1171                 bp = &buf[i];
1172                 bzero(bp, sizeof *bp);
1173                 bp->b_flags = B_INVAL;
1174                 bp->b_rcred = NOCRED;
1175                 bp->b_wcred = NOCRED;
1176                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1177                 bp->b_domain = -1;
1178                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1179                 bp->b_xflags = 0;
1180                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1181                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1182                 BUF_LOCKINIT(bp);
1183                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1184         }
1185
1186         /*
1187          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1188          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1189          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1190          * used by most other requests.  The differential is required to 
1191          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1192          *
1193          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1194          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1195          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1196          * PAGE_SIZE.
1197          */
1198         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1199         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1200         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1201         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1202
1203         /*
1204          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1205          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1206          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1207          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1208          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1209          * hirunningspace.
1210          */
1211         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1212             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1213         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1214
1215         /*
1216          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1217          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1218          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1219          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1220          * average (small) directories.
1221          */
1222         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1223
1224         /*
1225          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1226          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1227          */
1228         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1229         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1230         /*
1231          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1232          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1233          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1234          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1235          */
1236         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1237                 hidirtybuffers >>= 1;
1238         }
1239         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1240
1241         /*
1242          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1243          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1244          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1245          * on other cpus.
1246          *
1247          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1248          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1249          */
1250         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1251         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1252         numfreebuffers = nbuf;
1253
1254         /* Setup the kva and free list allocators. */
1255         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1256         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1257             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1258
1259         /*
1260          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1261          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1262          * concurrency but less accurate LRU.
1263          */
1264         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1265         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1266                 struct bufdomain *bd;
1267
1268                 bd = &bdomain[i];
1269                 bd_init(bd);
1270                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1271                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1272                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1273                 bd->bd_bufspace = 0;
1274                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1275                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1276                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1277                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1278                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1279                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1280                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1281                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1282                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1283                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1284         }
1285         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1286         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1287         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1288         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1289         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1290         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1291         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1292         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1293 }
1294
1295 #ifdef INVARIANTS
1296 static inline void
1297 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1298 {
1299
1300         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1301             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1302         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1303             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1304         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1305             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1306 }
1307
1308 static inline void
1309 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1310 {
1311
1312         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1313             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1314 }
1315
1316 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1317 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1318 #else
1319 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1320 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1321 #endif
1322
1323 static int
1324 isbufbusy(struct buf *bp)
1325 {
1326         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1327             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1328                 return (1);
1329         return (0);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1334  */
1335 void
1336 bufshutdown(int show_busybufs)
1337 {
1338         static int first_buf_printf = 1;
1339         struct buf *bp;
1340         int iter, nbusy, pbusy;
1341 #ifndef PREEMPTION
1342         int subiter;
1343 #endif
1344
1345         /* 
1346          * Sync filesystems for shutdown
1347          */
1348         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1349         sys_sync(curthread, NULL);
1350
1351         /*
1352          * With soft updates, some buffers that are
1353          * written will be remarked as dirty until other
1354          * buffers are written.
1355          */
1356         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1357                 nbusy = 0;
1358                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1359                         if (isbufbusy(bp))
1360                                 nbusy++;
1361                 if (nbusy == 0) {
1362                         if (first_buf_printf)
1363                                 printf("All buffers synced.");
1364                         break;
1365                 }
1366                 if (first_buf_printf) {
1367                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1368                         first_buf_printf = 0;
1369                 }
1370                 printf("%d ", nbusy);
1371                 if (nbusy < pbusy)
1372                         iter = 0;
1373                 pbusy = nbusy;
1374
1375                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1376                 sys_sync(curthread, NULL);
1377
1378 #ifdef PREEMPTION
1379                 /*
1380                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1381                  */
1382                 DELAY(50000 * iter);
1383 #else
1384                 /*
1385                  * Context switch several times to allow interrupt
1386                  * threads to run.
1387                  */
1388                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1389                         thread_lock(curthread);
1390                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1391                         thread_unlock(curthread);
1392                         DELAY(1000);
1393                 }
1394 #endif
1395         }
1396         printf("\n");
1397         /*
1398          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1399          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1400          */
1401         nbusy = 0;
1402         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1403                 if (isbufbusy(bp)) {
1404 #if 0
1405 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1406                         if (bp->b_dev == NULL) {
1407                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1408                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1409                                 continue;
1410                         }
1411 #endif
1412                         nbusy++;
1413                         if (show_busybufs > 0) {
1414                                 printf(
1415             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1416                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1417                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1418                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1419                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1420                                 if (show_busybufs > 1)
1421                                         vn_printf(bp->b_vp,
1422                                             "vnode content: ");
1423                         }
1424                 }
1425         }
1426         if (nbusy) {
1427                 /*
1428                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1429                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1430                  */
1431                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1432                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1433         } else {
1434                 if (!first_buf_printf)
1435                         printf("Final sync complete\n");
1436                 /*
1437                  * Unmount filesystems
1438                  */
1439                 if (panicstr == NULL)
1440                         vfs_unmountall();
1441         }
1442         swapoff_all();
1443         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1444 }
1445
1446 static void
1447 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1448 {
1449
1450         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1451
1452         /*
1453          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1454          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1455          */
1456         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1457         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1458         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1459             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1460 }
1461
1462 static inline struct bufdomain *
1463 bufdomain(struct buf *bp)
1464 {
1465
1466         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1467 }
1468
1469 static struct bufqueue *
1470 bufqueue(struct buf *bp)
1471 {
1472
1473         switch (bp->b_qindex) {
1474         case QUEUE_NONE:
1475                 /* FALLTHROUGH */
1476         case QUEUE_SENTINEL:
1477                 return (NULL);
1478         case QUEUE_EMPTY:
1479                 return (&bqempty);
1480         case QUEUE_DIRTY:
1481                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1482         case QUEUE_CLEAN:
1483                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1484         default:
1485                 break;
1486         }
1487         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1492  */
1493 static struct bufqueue *
1494 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1495 {
1496         struct bufqueue *bq, *nbq;
1497
1498         /*
1499          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1500          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1501          * if the queues don't match.
1502          */
1503         bq = bufqueue(bp);
1504         BQ_LOCK(bq);
1505         for (;;) {
1506                 nbq = bufqueue(bp);
1507                 if (bq == nbq)
1508                         break;
1509                 BQ_UNLOCK(bq);
1510                 BQ_LOCK(nbq);
1511                 bq = nbq;
1512         }
1513         return (bq);
1514 }
1515
1516 /*
1517  *      binsfree:
1518  *
1519  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1520  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1521  */
1522 static void
1523 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1524 {
1525         struct bufdomain *bd;
1526         struct bufqueue *bq;
1527
1528         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1529             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1530         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1531
1532         /*
1533          * Handle delayed bremfree() processing.
1534          */
1535         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1536                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1537                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1538                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1539                         BUF_UNLOCK(bp);
1540                         return;
1541                 }
1542                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1543                 bq_remove(bq, bp);
1544                 BQ_UNLOCK(bq);
1545         }
1546         bd = bufdomain(bp);
1547         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1548                 if (bd->bd_lim != 0)
1549                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1550                 else
1551                         bq = bd->bd_cleanq;
1552         } else
1553                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1554         bq_insert(bq, bp, true);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * buf_free:
1559  *
1560  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1561  */
1562 static void
1563 buf_free(struct buf *bp)
1564 {
1565
1566         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1567                 bremfreef(bp);
1568         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1569                 panic("losing buffer 1");
1570         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1571                 crfree(bp->b_rcred);
1572                 bp->b_rcred = NOCRED;
1573         }
1574         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1575                 crfree(bp->b_wcred);
1576                 bp->b_wcred = NOCRED;
1577         }
1578         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1579                 buf_deallocate(bp);
1580         bufkva_free(bp);
1581         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1582         BUF_UNLOCK(bp);
1583         uma_zfree(buf_zone, bp);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * buf_import:
1588  *
1589  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1590  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1591  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1592  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1593  */
1594 static int
1595 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1596 {
1597         struct buf *bp;
1598         int i;
1599
1600         BQ_LOCK(&bqempty);
1601         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1602                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1603                 if (bp == NULL)
1604                         break;
1605                 bq_remove(&bqempty, bp);
1606                 store[i] = bp;
1607         }
1608         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1609
1610         return (i);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * buf_release:
1615  *
1616  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1617  */
1618 static void
1619 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1620 {
1621         struct bufqueue *bq;
1622         struct buf *bp;
1623         int i;
1624
1625         bq = &bqempty;
1626         BQ_LOCK(bq);
1627         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1628                 bp = store[i];
1629                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1630                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1631                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1632                 bq->bq_len++;
1633                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1634         }
1635         BQ_UNLOCK(bq);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * buf_alloc:
1640  *
1641  *      Allocate an empty buffer header.
1642  */
1643 static struct buf *
1644 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1645 {
1646         struct buf *bp;
1647         int freebufs;
1648
1649         /*
1650          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1651          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1652          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1653          */
1654         bp = NULL;
1655         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1656         if (freebufs > 0)
1657                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1658         if (bp == NULL) {
1659                 atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1660                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1661                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1662                 return (NULL);
1663         }
1664         /*
1665          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1666          */
1667         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1668                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1669
1670         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1671                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1672         
1673         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1674             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1675         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1676             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1677         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1678             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1679         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1680             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1681         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1682         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1683
1684         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1685         bp->b_flags = 0;
1686         bp->b_ioflags = 0;
1687         bp->b_xflags = 0;
1688         bp->b_vflags = 0;
1689         bp->b_vp = NULL;
1690         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1691         bp->b_offset = NOOFFSET;
1692         bp->b_iodone = 0;
1693         bp->b_error = 0;
1694         bp->b_resid = 0;
1695         bp->b_bcount = 0;
1696         bp->b_npages = 0;
1697         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1698         bp->b_bufobj = NULL;
1699         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1700         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1701         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1702         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1703         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1704
1705         return (bp);
1706 }
1707
1708 /*
1709  *      buf_recycle:
1710  *
1711  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1712  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1713  *      defragmenting.
1714  */
1715 static int
1716 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1717 {
1718         struct bufqueue *bq;
1719         struct buf *bp, *nbp;
1720
1721         if (kva)
1722                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1723         nbp = NULL;
1724         bq = bd->bd_cleanq;
1725         BQ_LOCK(bq);
1726         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1727             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1728         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1729
1730         /*
1731          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1732          * depending.
1733          */
1734         while ((bp = nbp) != NULL) {
1735                 /*
1736                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1737                  * release the bqlock).
1738                  */
1739                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1740
1741                 /*
1742                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1743                  * some kva to reclaim.
1744                  */
1745                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1746                         continue;
1747
1748                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1749                         continue;
1750
1751                 /*
1752                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1753                  * accessed buffers.
1754                  */
1755                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1756                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1757                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1758                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1759                         BUF_UNLOCK(bp);
1760                         continue;
1761                 }
1762
1763                 /*
1764                  * Skip buffers with background writes in progress.
1765                  */
1766                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1767                         BUF_UNLOCK(bp);
1768                         continue;
1769                 }
1770
1771                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1772                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1773                     bp->b_qindex, bp));
1774                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1775                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1776                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1777                 /*
1778                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1779                  * the scan from this point on.
1780                  */
1781                 bq_remove(bq, bp);
1782                 BQ_UNLOCK(bq);
1783
1784                 /*
1785                  * Requeue the background write buffer with error and
1786                  * restart the scan.
1787                  */
1788                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1789                         bqrelse(bp);
1790                         BQ_LOCK(bq);
1791                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1792                         continue;
1793                 }
1794                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1795                 brelse(bp);
1796                 return (0);
1797         }
1798         bd->bd_wanted = 1;
1799         BQ_UNLOCK(bq);
1800
1801         return (ENOBUFS);
1802 }
1803
1804 /*
1805  *      bremfree:
1806  *
1807  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1808  *      
1809  */
1810 void
1811 bremfree(struct buf *bp)
1812 {
1813
1814         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1815         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1816             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1817         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1818             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1819         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1820
1821         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1822 }
1823
1824 /*
1825  *      bremfreef:
1826  *
1827  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1828  *      it abuses the b_freelist pointer.
1829  */
1830 void
1831 bremfreef(struct buf *bp)
1832 {
1833         struct bufqueue *bq;
1834
1835         bq = bufqueue_acquire(bp);
1836         bq_remove(bq, bp);
1837         BQ_UNLOCK(bq);
1838 }
1839
1840 static void
1841 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1842 {
1843
1844         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1845         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1846         bq->bq_len = 0;
1847         bq->bq_index = qindex;
1848         bq->bq_subqueue = subqueue;
1849 }
1850
1851 static void
1852 bd_init(struct bufdomain *bd)
1853 {
1854         int domain;
1855         int i;
1856
1857         domain = bd - bdomain;
1858         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1859         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1860         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1861         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1862                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1863                     "bufq clean subqueue lock");
1864         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1865 }
1866
1867 /*
1868  *      bq_remove:
1869  *
1870  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1871  *      correct qlock held.
1872  */
1873 static void
1874 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1875 {
1876
1877         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1878             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1879         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1880             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1881         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1882             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1883
1884         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1885         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1886                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1887         }
1888         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1889             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1890         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1891         bq->bq_len--;
1892         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1893         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1894 }
1895
1896 static void
1897 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1898 {
1899         struct buf *bp;
1900
1901         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1902         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1903                 BD_LOCK(bd);
1904                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1905                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1906                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1907                             b_freelist);
1908                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1909                 }
1910                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1911                 bq->bq_len = 0;
1912         }
1913         if (bd->bd_wanted) {
1914                 bd->bd_wanted = 0;
1915                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1916         }
1917         if (bq != bd->bd_cleanq)
1918                 BD_UNLOCK(bd);
1919 }
1920
1921 static int
1922 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1923 {
1924         struct bufqueue *bq;
1925         int flushed;
1926         int i;
1927
1928         if (bd->bd_lim == 0)
1929                 return (0);
1930         flushed = 0;
1931         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1932                 bq = &bd->bd_subq[i];
1933                 if (bq->bq_len == 0)
1934                         continue;
1935                 BQ_LOCK(bq);
1936                 bd_flush(bd, bq);
1937                 BQ_UNLOCK(bq);
1938                 flushed++;
1939         }
1940
1941         return (flushed);
1942 }
1943
1944 static void
1945 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1946 {
1947         struct bufdomain *bd;
1948
1949         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1950                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1951
1952         bd = bufdomain(bp);
1953         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1954                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1955                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1956                         bq = bd->bd_cleanq;
1957                 BQ_LOCK(bq);
1958                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1959         } else {
1960                 BQ_LOCK(bq);
1961                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1962         }
1963         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1964         bq->bq_len++;
1965         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1966         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1967
1968         /*
1969          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1970          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1971          */
1972         if (unlock)
1973                 BUF_UNLOCK(bp);
1974
1975         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1976                 /*
1977                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1978                  */
1979                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1980                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1981                         bd_flush(bd, bq);
1982         }
1983         BQ_UNLOCK(bq);
1984 }
1985
1986 /*
1987  *      bufkva_free:
1988  *
1989  *      Free the kva allocation for a buffer.
1990  *
1991  */
1992 static void
1993 bufkva_free(struct buf *bp)
1994 {
1995
1996 #ifdef INVARIANTS
1997         if (bp->b_kvasize == 0) {
1998                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1999                     bp->b_data == unmapped_buf,
2000                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2001         } else if (buf_mapped(bp))
2002                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2003         else
2004                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2005 #endif
2006         if (bp->b_kvasize == 0)
2007                 return;
2008
2009         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2010         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2011         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2012         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2013         bp->b_kvasize = 0;
2014 }
2015
2016 /*
2017  *      bufkva_alloc:
2018  *
2019  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2020  */
2021 static int
2022 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2023 {
2024         vm_offset_t addr;
2025         int error;
2026
2027         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2028             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2029
2030         bufkva_free(bp);
2031
2032         addr = 0;
2033         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2034         if (error != 0) {
2035                 /*
2036                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2037                  * to defragment the map.
2038                  */
2039                 return (error);
2040         }
2041         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2042         bp->b_kvasize = maxsize;
2043         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2044         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2045                 bp->b_data = unmapped_buf;
2046                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2047         } else {
2048                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2049                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2050         }
2051         return (0);
2052 }
2053
2054 /*
2055  *      bufkva_reclaim:
2056  *
2057  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2058  *      callback that fires to avoid returning failure.
2059  */
2060 static void
2061 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2062 {
2063         bool done;
2064         int q;
2065         int i;
2066
2067         done = false;
2068         for (i = 0; i < 5; i++) {
2069                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2070                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2071                                 done = true;
2072                 if (done)
2073                         break;
2074         }
2075         return;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2080  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2081  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2082  */
2083 static void
2084 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2085     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2086 {
2087         struct buf *rabp;
2088         int i;
2089
2090         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2091                 if (inmem(vp, *rablkno))
2092                         continue;
2093                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2094                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2095                         brelse(rabp);
2096                         continue;
2097                 }
2098                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2099 #ifdef RACCT
2100                         if (racct_enable) {
2101                                 PROC_LOCK(curproc);
2102                                 racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2103                                 PROC_UNLOCK(curproc);
2104                         }
2105 #endif /* RACCT */
2106                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
2107                 }
2108                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2109                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2110                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2111                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2112                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2113                 }
2114                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2115                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2116                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2117                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2118                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2119                 BUF_KERNPROC(rabp);
2120                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2121                 bstrategy(rabp);
2122         }
2123 }
2124
2125 /*
2126  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2127  *
2128  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2129  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2130  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2131  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2132  *
2133  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2134  */
2135 int
2136 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2137     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2138     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2139 {
2140         struct buf *bp;
2141         int readwait, rv;
2142
2143         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2144         /*
2145          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
2146          */
2147         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
2148         if (bp == NULL)
2149                 return (EBUSY);
2150
2151         /*
2152          * If not found in cache, do some I/O
2153          */
2154         readwait = 0;
2155         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2156                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2157 #ifdef RACCT
2158                         if (racct_enable) {
2159                                 PROC_LOCK(curproc);
2160                                 racct_add_buf(curproc, bp, 0);
2161                                 PROC_UNLOCK(curproc);
2162                         }
2163 #endif /* RACCT */
2164                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
2165                 }
2166                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2167                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2168                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2169                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2170                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2171                 }
2172                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2173                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2174                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2175                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2176                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2177                 bstrategy(bp);
2178                 ++readwait;
2179         }
2180
2181         /*
2182          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2183          */
2184         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2185
2186         rv = 0;
2187         if (readwait) {
2188                 rv = bufwait(bp);
2189                 if (rv != 0) {
2190                         brelse(bp);
2191                         *bpp = NULL;
2192                 }
2193         }
2194         return (rv);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2199  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2200  * is invalid.
2201  *
2202  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2203  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2204  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2205  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2206  * here.
2207  */
2208 int
2209 bufwrite(struct buf *bp)
2210 {
2211         int oldflags;
2212         struct vnode *vp;
2213         long space;
2214         int vp_md;
2215
2216         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2217         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2218                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2219                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2220                 brelse(bp);
2221                 return (ENXIO);
2222         }
2223         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2224                 brelse(bp);
2225                 return (0);
2226         }
2227
2228         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2229                 barrierwrites++;
2230
2231         oldflags = bp->b_flags;
2232
2233         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2234
2235         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2236             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2237
2238         vp = bp->b_vp;
2239         if (vp)
2240                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2241         else
2242                 vp_md = 0;
2243
2244         /*
2245          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2246          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2247          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2248          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2249          */
2250         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2251         bundirty(bp);
2252
2253         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2254         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2255         bp->b_flags |= B_CACHE;
2256         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2257
2258         vfs_busy_pages(bp, 1);
2259
2260         /*
2261          * Normal bwrites pipeline writes
2262          */
2263         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2264         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2265
2266         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2267 #ifdef RACCT
2268                 if (racct_enable) {
2269                         PROC_LOCK(curproc);
2270                         racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2271                         PROC_UNLOCK(curproc);
2272                 }
2273 #endif /* RACCT */
2274                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
2275         }
2276         if (oldflags & B_ASYNC)
2277                 BUF_KERNPROC(bp);
2278         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2279         buf_track(bp, __func__);
2280         bstrategy(bp);
2281
2282         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2283                 int rtval = bufwait(bp);
2284                 brelse(bp);
2285                 return (rtval);
2286         } else if (space > hirunningspace) {
2287                 /*
2288                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2289                  * system.  We will not deadlock here because
2290                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2291                  * to complete. We do not block here if it is the update
2292                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2293                  * to deadlock.
2294                  */
2295                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2296                         waitrunningbufspace();
2297         }
2298
2299         return (0);
2300 }
2301
2302 void
2303 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2304 {
2305         struct buf *nbp;
2306
2307         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2308                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2309                 altbufferflushes++;
2310         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2311                 BO_LOCK(bo);
2312                 /*
2313                  * Try to find a buffer to flush.
2314                  */
2315                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2316                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2317                             BUF_LOCK(nbp,
2318                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2319                                 continue;
2320                         if (bp == nbp)
2321                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2322                         BO_UNLOCK(bo);
2323                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2324                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2325                                 BO_LOCK(bo);
2326                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2327                                 continue;
2328                         }
2329                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2330                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2331                         } else {
2332                                 bremfree(nbp);
2333                                 bawrite(nbp);
2334                         }
2335                         dirtybufferflushes++;
2336                         break;
2337                 }
2338                 if (nbp == NULL)
2339                         BO_UNLOCK(bo);
2340         }
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2345  * anything if the buffer is marked invalid.
2346  *
2347  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2348  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2349  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2350  * out synchronously.
2351  */
2352 void
2353 bdwrite(struct buf *bp)
2354 {
2355         struct thread *td = curthread;
2356         struct vnode *vp;
2357         struct bufobj *bo;
2358
2359         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2360         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2361         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2362             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2363         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2364
2365         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2366                 brelse(bp);
2367                 return;
2368         }
2369
2370         /*
2371          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2372          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2373          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2374          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2375          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2376          */
2377         vp = bp->b_vp;
2378         bo = bp->b_bufobj;
2379         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2380                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2381                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2382                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2383         } else
2384                 recursiveflushes++;
2385
2386         bdirty(bp);
2387         /*
2388          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2389          * true even of NFS now.
2390          */
2391         bp->b_flags |= B_CACHE;
2392
2393         /*
2394          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2395          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2396          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2397          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2398          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2399          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2400          * the bmap then...  So, this is important to do.
2401          */
2402         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2403                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2404         }
2405
2406         buf_track(bp, __func__);
2407
2408         /*
2409          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2410          * pages.
2411          *
2412          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2413          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2414          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2415          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2416          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2417          * or perhaps the cluster will be completed.
2418          */
2419         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2420         bqrelse(bp);
2421
2422         /*
2423          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2424          * due to the softdep code.
2425          */
2426 }
2427
2428 /*
2429  *      bdirty:
2430  *
2431  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2432  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2433  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2434  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2435  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2436  *
2437  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2438  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2439  *      should only be called if the buffer is known-good.
2440  *
2441  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2442  *      count.
2443  *
2444  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2445  */
2446 void
2447 bdirty(struct buf *bp)
2448 {
2449
2450         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2451             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2452         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2453         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2454             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2455         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2456         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2457         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2458
2459         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2460                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2461                 reassignbuf(bp);
2462                 bdirtyadd(bp);
2463         }
2464 }
2465
2466 /*
2467  *      bundirty:
2468  *
2469  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2470  *
2471  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2472  *      count.
2473  *      
2474  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2475  */
2476
2477 void
2478 bundirty(struct buf *bp)
2479 {
2480
2481         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2482         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2483         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2484             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2485         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2486
2487         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2488                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2489                 reassignbuf(bp);
2490                 bdirtysub(bp);
2491         }
2492         /*
2493          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2494          */
2495         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2496 }
2497
2498 /*
2499  *      bawrite:
2500  *
2501  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2502  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2503  *
2504  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2505  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2506  */
2507 void
2508 bawrite(struct buf *bp)
2509 {
2510
2511         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2512         (void) bwrite(bp);
2513 }
2514
2515 /*
2516  *      babarrierwrite:
2517  *
2518  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2519  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2520  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2521  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2522  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2523  */
2524 void
2525 babarrierwrite(struct buf *bp)
2526 {
2527
2528         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2529         (void) bwrite(bp);
2530 }
2531
2532 /*
2533  *      bbarrierwrite:
2534  *
2535  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2536  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2537  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2538  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2539  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2540  */
2541 int
2542 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2543 {
2544
2545         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2546         return (bwrite(bp));
2547 }
2548
2549 /*
2550  *      bwillwrite:
2551  *
2552  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2553  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2554  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2555  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2556  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2557  */
2558 void
2559 bwillwrite(void)
2560 {
2561
2562         if (buf_dirty_count_severe()) {
2563                 mtx_lock(&bdirtylock);
2564                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2565                         bdirtywait = 1;
2566                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2567                             "flswai", 0);
2568                 }
2569                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2570         }
2571 }
2572
2573 /*
2574  * Return true if we have too many dirty buffers.
2575  */
2576 int
2577 buf_dirty_count_severe(void)
2578 {
2579
2580         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2581 }
2582
2583 /*
2584  *      brelse:
2585  *
2586  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2587  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2588  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2589  */
2590 void
2591 brelse(struct buf *bp)
2592 {
2593         struct mount *v_mnt;
2594         int qindex;
2595
2596         /*
2597          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2598          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2599          */
2600         if (bp == NULL)
2601                 return;
2602         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2603             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2604         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2605             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2606         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2607             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2608
2609         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2610                 /*
2611                  * Do not process, in particular, do not handle the
2612                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2613                  */
2614                 BUF_UNLOCK(bp);
2615                 return;
2616         }
2617
2618         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2619                 bqrelse(bp);
2620                 return;
2621         }
2622
2623         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2624                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2625                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2626                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2627                 bdirty(bp);
2628         }
2629         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2630             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2631             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2632                 /*
2633                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2634                  * means the device is gone) are treated as being
2635                  * transient.
2636                  *
2637                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2638                  * contract with the local storage device drivers is that
2639                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2640                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2641                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2642                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2643                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2644                  * this entire case should be made obsolete through better
2645                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2646                  *
2647                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2648                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2649                  * to access the buffer to untangle them.
2650                  *
2651                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2652                  */
2653                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2654                 bdirty(bp);
2655         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2656             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2657                 /*
2658                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2659                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2660                  * no longer present.
2661                  */
2662                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2663                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2664                         buf_deallocate(bp);
2665                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2666                         bdirtysub(bp);
2667                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2668                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2669                         allocbuf(bp, 0);
2670                         if (bp->b_vp)
2671                                 brelvp(bp);
2672                 }
2673         }
2674
2675         /*
2676          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2677          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2678          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2679          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2680          * 
2681          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2682          * if B_DELWRI is set.
2683          */
2684         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2685                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2686
2687         /*
2688          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2689          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2690          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2691          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2692          *
2693          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2694          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2695          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2696          *
2697          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2698          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2699          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2700          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2701          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2702          * background write.
2703          */
2704
2705         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2706
2707         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2708             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2709             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2710             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2711                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2712                 allocbuf(bp, 0);
2713         }
2714
2715         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2716             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2717                 allocbuf(bp, 0);
2718                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2719                 if (bp->b_vp != NULL)
2720                         brelvp(bp);
2721         }
2722                         
2723         /*
2724          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2725          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2726          * doesn't find it.
2727          */
2728         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2729             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2730                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2731         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2732                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2733                         bundirty(bp);
2734                 if (bp->b_vp)
2735                         brelvp(bp);
2736         }
2737
2738         buf_track(bp, __func__);
2739
2740         /* buffers with no memory */
2741         if (bp->b_bufsize == 0) {
2742                 buf_free(bp);
2743                 return;
2744         }
2745         /* buffers with junk contents */
2746         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2747             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2748                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2749                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2750                         panic("losing buffer 2");
2751                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2752                 bp->b_flags |= B_AGE;
2753         /* remaining buffers */
2754         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2755                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2756         else
2757                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2758
2759         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2760                 panic("brelse: not dirty");
2761
2762         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2763         /* binsfree unlocks bp. */
2764         binsfree(bp, qindex);
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2769  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2770  *
2771  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2772  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2773  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2774  * again soon.
2775  *
2776  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2777  */
2778 void
2779 bqrelse(struct buf *bp)
2780 {
2781         int qindex;
2782
2783         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2784         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2785             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2786
2787         qindex = QUEUE_NONE;
2788         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2789                 /* do not release to free list */
2790                 BUF_UNLOCK(bp);
2791                 return;
2792         }
2793         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2794
2795         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2796                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2797                         bremfreef(bp);
2798                 goto out;
2799         }
2800
2801         /* buffers with stale but valid contents */
2802         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2803             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2804                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2805                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2806                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2807                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2808         } else {
2809                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2810                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2811                         panic("bqrelse: not dirty");
2812                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2813                         brelse(bp);
2814                         return;
2815                 }
2816                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2817         }
2818         buf_track(bp, __func__);
2819         /* binsfree unlocks bp. */
2820         binsfree(bp, qindex);
2821         return;
2822
2823 out:
2824         buf_track(bp, __func__);
2825         /* unlock */
2826         BUF_UNLOCK(bp);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2831  * restore bogus pages.
2832  */
2833 static void
2834 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2835 {
2836         vm_ooffset_t foff;
2837         vm_page_t m;
2838         vm_object_t obj;
2839         struct vnode *vp;
2840         int i, iosize, resid;
2841         bool bogus;
2842
2843         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2844         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2845             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2846             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2847
2848         vp = bp->b_vp;
2849         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2850             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2851         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2852             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2853
2854         foff = bp->b_offset;
2855         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2856             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2857
2858         bogus = false;
2859         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2860         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2861         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2862                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2863                 if (resid > iosize)
2864                         resid = iosize;
2865
2866                 /*
2867                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2868                  */
2869                 m = bp->b_pages[i];
2870                 if (m == bogus_page) {
2871                         bogus = true;
2872                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2873                         if (m == NULL)
2874                                 panic("biodone: page disappeared!");
2875                         bp->b_pages[i] = m;
2876                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2877                         /*
2878                          * In the write case, the valid and clean bits are
2879                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2880                          * only need to do this here in the read case.
2881                          */
2882                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2883                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2884                             "has unexpected dirty bits", m));
2885                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2886                 }
2887                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2888                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2889                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2890
2891                 vm_page_sunbusy(m);
2892                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2893                 iosize -= resid;
2894         }
2895         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2896         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2897         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2898                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2899                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2900                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2901         }
2902 }
2903
2904 /*
2905  * Unwire a page held by a buf and either free it or update the page queues to
2906  * reflect its recent use.
2907  */
2908 static void
2909 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2910 {
2911         bool freed;
2912
2913         vm_page_lock(m);
2914         if (vm_page_unwire_noq(m)) {
2915                 if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2916                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2917                 else
2918                         freed = false;
2919                 if (!freed) {
2920                         /*
2921                          * Use a racy check of the valid bits to determine
2922                          * whether we can accelerate reclamation of the page.
2923                          * The valid bits will be stable unless the page is
2924                          * being mapped or is referenced by multiple buffers,
2925                          * and in those cases we expect races to be rare.  At
2926                          * worst we will either accelerate reclamation of a
2927                          * valid page and violate LRU, or unnecessarily defer
2928                          * reclamation of an invalid page.
2929                          *
2930                          * The B_NOREUSE flag marks data that is not expected to
2931                          * be reused, so accelerate reclamation in that case
2932                          * too.  Otherwise, maintain LRU.
2933                          */
2934                         if (m->valid == 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2935                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2936                         else if (vm_page_active(m))
2937                                 vm_page_reference(m);
2938                         else
2939                                 vm_page_deactivate(m);
2940                 }
2941         }
2942         vm_page_unlock(m);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2947  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2948  */
2949 static void
2950 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2951 {
2952         vm_object_t obj;
2953         vm_page_t m;
2954         int i, resid, poffset, presid;
2955
2956         if (buf_mapped(bp)) {
2957                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2958                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2959         } else
2960                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2961         /*
2962          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2963          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2964          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2965          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2966          *
2967          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2968          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2969          * m->dirty, etc...). 
2970          *
2971          * See man buf(9) for more information
2972          */
2973         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2974         resid = bp->b_bufsize;
2975         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2976         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2977         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2978                 m = bp->b_pages[i];
2979                 if (m == bogus_page)
2980                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2981                 bp->b_pages[i] = NULL;
2982
2983                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2984                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2985                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2986                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2987                         vm_page_lock(m);
2988                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2989                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2990                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2991                 }
2992                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2993                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2994                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2995                 resid -= presid;
2996                 poffset = 0;
2997         }
2998         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2999         bp->b_npages = 0;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3004  */
3005 static void
3006 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3007 {
3008         vm_object_t obj;
3009         vm_page_t m;
3010         int i;
3011
3012         if (bp->b_npages == desiredpages)
3013                 return;
3014
3015         if (buf_mapped(bp)) {
3016                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3017                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3018                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3019         } else
3020                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3021
3022         /*
3023          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3024          */
3025         obj = (bp->b_flags & B_DIRECT) != 0 ? bp->b_bufobj->bo_object : NULL;
3026         if (obj != NULL)
3027                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3028         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3029                 m = bp->b_pages[i];
3030                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3031                 bp->b_pages[i] = NULL;
3032                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
3033         }
3034         if (obj != NULL)
3035                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3036         bp->b_npages = desiredpages;
3037 }
3038
3039 /*
3040  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3041  */
3042 static void
3043 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3044 {
3045         /*
3046          * We are growing the buffer, possibly in a 
3047          * byte-granular fashion.
3048          */
3049         vm_object_t obj;
3050         vm_offset_t toff;
3051         vm_offset_t tinc;
3052         vm_page_t m;
3053
3054         /*
3055          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3056          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3057          * are not valid for the range covered by the buffer.
3058          */
3059         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3060         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3061         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3062                 /*
3063                  * We must allocate system pages since blocking
3064                  * here could interfere with paging I/O, no
3065                  * matter which process we are.
3066                  *
3067                  * Only exclusive busy can be tested here.
3068                  * Blocking on shared busy might lead to
3069                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3070                  * pages are vfs_busy_pages().
3071                  */
3072                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3073                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3074                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3075                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3076                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3077                 bp->b_npages = desiredpages;
3078         }
3079
3080         /*
3081          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3082          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3083          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3084          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3085          * aligned range ( newbsize ).
3086          *
3087          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3088          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3089          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3090          * fails with NFS if the server or some other client
3091          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3092          * B_CACHE may remain set! XXX
3093          */
3094         toff = bp->b_bcount;
3095         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3096         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3097                 vm_pindex_t pi;
3098
3099                 if (tinc > (size - toff))
3100                         tinc = size - toff;
3101                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3102                 m = bp->b_pages[pi];
3103                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3104                 toff += tinc;
3105                 tinc = PAGE_SIZE;
3106         }
3107         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3108
3109         /*
3110          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3111          */
3112         if (buf_mapped(bp))
3113                 bpmap_qenter(bp);
3114         else
3115                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3120  * write.
3121  */
3122 static int
3123 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3124 {
3125         struct buf *bpa;
3126         int match;
3127
3128         match = 0;
3129
3130         /* If the buf isn't in core skip it */
3131         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3132                 return (0);
3133
3134         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3135         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3136                 return (0);
3137
3138         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3139         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3140             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3141                 goto done;
3142
3143         if (bpa->b_bufsize != size)
3144                 goto done;
3145
3146         /*
3147          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3148          * block has been mapped.
3149          */
3150         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3151                 match = 1;
3152 done:
3153         BUF_UNLOCK(bpa);
3154         return (match);
3155 }
3156
3157 /*
3158  *      vfs_bio_awrite:
3159  *
3160  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3161  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3162  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3163  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3164  */
3165 int
3166 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3167 {
3168         struct bufobj *bo;
3169         int i;
3170         int j;
3171         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3172         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3173         int ncl;
3174         int nwritten;
3175         int size;
3176         int maxcl;
3177         int gbflags;
3178
3179         bo = &vp->v_bufobj;
3180         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3181         /*
3182          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3183          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3184          * rather then at the beginning.
3185          */
3186         if ((vp->v_type == VREG) && 
3187             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3188             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3189
3190                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3191                 maxcl = MAXPHYS / size;
3192
3193                 BO_RLOCK(bo);
3194                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3195                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3196                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3197                                 break;
3198
3199                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3200                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3201                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3202                                 break;
3203                 BO_RUNLOCK(bo);
3204                 --j;
3205                 ncl = i + j;
3206                 /*
3207                  * this is a possible cluster write
3208                  */
3209                 if (ncl != 1) {
3210                         BUF_UNLOCK(bp);
3211                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3212                             gbflags);
3213                         return (nwritten);
3214                 }
3215         }
3216         bremfree(bp);
3217         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3218         /*
3219          * default (old) behavior, writing out only one block
3220          *
3221          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3222          */
3223         nwritten = bp->b_bufsize;
3224         (void) bwrite(bp);
3225
3226         return (nwritten);
3227 }
3228
3229 /*
3230  *      getnewbuf_kva:
3231  *
3232  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3233  */
3234 static int
3235 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3236 {
3237
3238         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3239                 /*
3240                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3241                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3242                  */
3243                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3244
3245                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3246                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3247                         return (ENOSPC);
3248         }
3249         return (0);
3250 }
3251
3252 /*
3253  *      getnewbuf:
3254  *
3255  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3256  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3257  *
3258  *      We block if:
3259  *              We have insufficient buffer headers
3260  *              We have insufficient buffer space
3261  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3262  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3263  *
3264  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3265  *      allocbuf() is called.
3266  */
3267 static struct buf *
3268 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3269 {
3270         struct bufdomain *bd;
3271         struct buf *bp;
3272         bool metadata, reserved;
3273
3274         bp = NULL;
3275         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3276             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3277         if (!unmapped_buf_allowed)
3278                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3279
3280         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3281             vp->v_type == VCHR)
3282                 metadata = true;
3283         else
3284                 metadata = false;
3285         if (vp == NULL)
3286                 bd = &bdomain[0];
3287         else
3288                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3289
3290         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3291         reserved = false;
3292         do {
3293                 if (reserved == false &&
3294                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3295                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3296                         continue;
3297                 }
3298                 reserved = true;
3299                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3300                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3301                         continue;
3302                 }
3303                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3304                         return (bp);
3305                 break;
3306         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3307
3308         if (reserved)
3309                 bufspace_release(bd, maxsize);
3310         if (bp != NULL) {
3311                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3312                 brelse(bp);
3313         }
3314         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3315
3316         return (NULL);
3317 }
3318
3319 /*
3320  *      buf_daemon:
3321  *
3322  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3323  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3324  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3325  */
3326 static struct kproc_desc buf_kp = {
3327         "bufdaemon",
3328         buf_daemon,
3329         &bufdaemonproc
3330 };
3331 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3332
3333 static int
3334 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3335 {
3336         int flushed;
3337
3338         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3339         if (flushed == 0) {
3340                 /*
3341                  * Could not find any buffers without rollback
3342                  * dependencies, so just write the first one
3343                  * in the hopes of eventually making progress.
3344                  */
3345                 if (vp != NULL && target > 2)
3346                         target /= 2;
3347                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3348         }
3349         return (flushed);
3350 }
3351
3352 static void
3353 buf_daemon()
3354 {
3355         struct bufdomain *bd;
3356         int speedupreq;
3357         int lodirty;
3358         int i;
3359
3360         /*
3361          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3362          */
3363         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3364             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3365
3366         /*
3367          * Start the buf clean daemons as children threads.
3368          */
3369         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3370                 int error;
3371
3372                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3373                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3374                 if (error)
3375                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3376         }
3377
3378         /*
3379          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3380          */
3381         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3382         mtx_lock(&bdlock);
3383         for (;;) {
3384                 bd_request = 0;
3385                 mtx_unlock(&bdlock);
3386
3387                 kthread_suspend_check();
3388
3389                 /*
3390                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3391                  * requests.
3392                  */
3393                 speedupreq = bd_speedupreq;
3394                 bd_speedupreq = 0;
3395
3396                 /*
3397                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3398                  * the speedup request.
3399                  */
3400                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3401                         bd = &bdomain[i];
3402                         if (speedupreq)
3403                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3404                         else
3405                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3406                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3407                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3408                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3409                                         break;
3410                                 kern_yield(PRI_USER);
3411                         }
3412                 }
3413
3414                 /*
3415                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3416                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3417                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3418                  * built up, within reason.
3419                  *
3420                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3421                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3422                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3423                  */
3424                 mtx_lock(&bdlock);
3425                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3426                         /*
3427                          * We reached our low water mark, reset the
3428                          * request and sleep until we are needed again.
3429                          * The sleep is just so the suspend code works.
3430                          */
3431                         bd_request = 0;
3432                         /*
3433                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3434                          * changed via sysctl and the explicit transition
3435                          * out of shortfall was missed.
3436                          */
3437                         bdirtywakeup();
3438                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3439                                 runningwakeup();
3440                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3441                 } else {
3442                         /*
3443                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3444                          * still have too many dirty buffers, we
3445                          * have to sleep and try again.  (rare)
3446                          */
3447                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3448                 }
3449         }
3450 }
3451
3452 /*
3453  *      flushbufqueues:
3454  *
3455  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3456  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3457  *      particularly sensitive to.
3458  */
3459 static int flushwithdeps = 0;
3460 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3461     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3462
3463 static int
3464 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3465     int flushdeps)
3466 {
3467         struct bufqueue *bq;
3468         struct buf *sentinel;
3469         struct vnode *vp;
3470         struct mount *mp;
3471         struct buf *bp;
3472         int hasdeps;
3473         int flushed;
3474         int error;
3475         bool unlock;
3476
3477         flushed = 0;
3478         bq = &bd->bd_dirtyq;
3479         bp = NULL;
3480         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3481         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3482         BQ_LOCK(bq);
3483         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3484         BQ_UNLOCK(bq);
3485         while (flushed != target) {
3486                 maybe_yield();
3487                 BQ_LOCK(bq);
3488                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3489                 if (bp != NULL) {
3490                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3491                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3492                             b_freelist);
3493                 } else {
3494                         BQ_UNLOCK(bq);
3495                         break;
3496                 }
3497                 /*
3498                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3499                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3500                  *
3501                  * Only flush the buffers that belong to the
3502                  * vnode locked by the curthread.
3503                  */
3504                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3505                     bp->b_vp != lvp)) {
3506                         BQ_UNLOCK(bq);
3507                         continue;
3508                 }
3509                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3510                 BQ_UNLOCK(bq);
3511                 if (error != 0)
3512                         continue;
3513
3514                 /*
3515                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3516                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3517                  */
3518                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3519                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3520                         BUF_UNLOCK(bp);
3521                         continue;
3522                 }
3523                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3524                         bremfreef(bp);
3525                         brelse(bp);
3526                         flushed++;
3527                         continue;
3528                 }
3529
3530                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3531                         if (flushdeps == 0) {
3532                                 BUF_UNLOCK(bp);
3533                                 continue;
3534                         }
3535                         hasdeps = 1;
3536                 } else
3537                         hasdeps = 0;
3538                 /*
3539                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3540                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3541                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3542                  * system.
3543                  *
3544                  * The lock order here is the reverse of the normal
3545                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3546                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3547                  */
3548                 vp = bp->b_vp;
3549                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3550                         BUF_UNLOCK(bp);
3551                         continue;
3552                 }
3553                 if (lvp == NULL) {
3554                         unlock = true;
3555                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3556                 } else {
3557                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3558                         unlock = false;
3559                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3560                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3561                 }
3562                 if (error == 0) {
3563                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3564                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3565                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3566                                 vfs_bio_awrite(bp);
3567                         } else {
3568                                 bremfree(bp);
3569                                 bwrite(bp);
3570                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3571                         }
3572                         vn_finished_write(mp);
3573                         if (unlock)
3574                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3575                         flushwithdeps += hasdeps;
3576                         flushed++;
3577
3578                         /*
3579                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3580                          * vnode lock leads to deadlock.
3581                          */
3582                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3583                             runningbufspace > hirunningspace)
3584                                 waitrunningbufspace();
3585                         continue;
3586                 }
3587                 vn_finished_write(mp);
3588                 BUF_UNLOCK(bp);
3589         }
3590         BQ_LOCK(bq);
3591         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3592         BQ_UNLOCK(bq);
3593         free(sentinel, M_TEMP);
3594         return (flushed);
3595 }
3596
3597 /*
3598  * Check to see if a block is currently memory resident.
3599  */
3600 struct buf *
3601 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3602 {
3603         struct buf *bp;
3604
3605         BO_RLOCK(bo);
3606         bp = gbincore(bo, blkno);
3607         BO_RUNLOCK(bo);
3608         return (bp);
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Returns true if no I/O is needed to access the
3613  * associated VM object.  This is like incore except
3614  * it also hunts around in the VM system for the data.
3615  */
3616
3617 static int
3618 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3619 {
3620         vm_object_t obj;
3621         vm_offset_t toff, tinc, size;
3622         vm_page_t m;
3623         vm_ooffset_t off;
3624
3625         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3626
3627         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3628                 return 1;
3629         if (vp->v_mount == NULL)
3630                 return 0;
3631         obj = vp->v_object;
3632         if (obj == NULL)
3633                 return (0);
3634
3635         size = PAGE_SIZE;
3636         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3637                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3638         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3639
3640         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3641         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3642                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3643                 if (!m)
3644                         goto notinmem;
3645                 tinc = size;
3646                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3647                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3648                 if (vm_page_is_valid(m,
3649                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3650                         goto notinmem;
3651         }
3652         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3653         return 1;
3654
3655 notinmem:
3656         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3657         return (0);
3658 }
3659
3660 /*
3661  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3662  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3663  * to the size of the buffer.
3664  *
3665  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3666  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3667  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3668  *
3669  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3670  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3671  */
3672 static void
3673 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3674 {
3675         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3676         vm_page_t m;
3677         int i;
3678
3679         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3680                 return;
3681
3682         foff = bp->b_offset;
3683         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3684             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3685
3686         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3687         vfs_drain_busy_pages(bp);
3688         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3689         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3690                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3691                 eoff = noff;
3692                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3693                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3694                 m = bp->b_pages[i];
3695                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3696                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3697                 foff = noff;
3698         }
3699         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3700 }
3701
3702 static void
3703 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3704 {
3705         vm_object_t object;
3706         int i;
3707
3708         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3709         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3710
3711         /*
3712          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3713          * object has been flushed yet.
3714          */
3715         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3716                 vm_offset_t boffset;
3717                 vm_offset_t eoffset;
3718
3719                 /*
3720                  * test the pages to see if they have been modified directly
3721                  * by users through the VM system.
3722                  */
3723                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3724                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3725
3726                 /*
3727                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3728                  * (eoffset - boffset) bytes.
3729                  */
3730
3731                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3732                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3733                                 break;
3734                 }
3735                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3736
3737                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3738                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3739                                 break;
3740                         }
3741                 }
3742                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3743
3744                 /*
3745                  * Fit it to the buffer.
3746                  */
3747
3748                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3749                         eoffset = bp->b_bcount;
3750
3751                 /*
3752                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3753                  * dirty range.
3754                  */
3755
3756                 if (boffset < eoffset) {
3757                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3758                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3759                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3760                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3761                 }
3762         }
3763 }
3764
3765 /*
3766  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3767  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3768  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3769  */
3770 static void
3771 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3772 {
3773         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3774         off_t offset;
3775
3776         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3777             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3778         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3779             bp->b_data == unmapped_buf &&
3780             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3781         if (!need_mapping && !need_kva)
3782                 return;
3783
3784         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3785
3786         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3787                 /*
3788                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3789                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3790                  * allocated space.
3791                  */
3792                 goto has_addr;
3793         }
3794
3795         /*
3796          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3797          * if the buffer was mapped.
3798          */
3799         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3800         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3801         offset = blkno * bsize;
3802         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3803         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3804
3805         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3806                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3807                         /*
3808                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3809                          * succeed, not sure what else to do.
3810                          */
3811                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3812                 }
3813                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3814                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3815         }
3816 has_addr:
3817         if (need_mapping) {
3818                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3819                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3820                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3821                 bpmap_qenter(bp);
3822         }
3823 }
3824
3825 /*
3826  *      getblk:
3827  *
3828  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3829  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3830  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3831  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3832  *      READ.
3833  *
3834  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3835  *      an existing buffer.
3836  *
3837  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3838  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3839  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3840  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3841  *
3842  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3843  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3844  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3845  *      backing VM.
3846  *
3847  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3848  *      B_CACHE bit is clear.
3849  *      
3850  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3851  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3852  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3853  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3854  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3855  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3856  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3857  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3858  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3859  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3860  */
3861 struct buf *
3862 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3863     int flags)
3864 {
3865         struct buf *bp;
3866         struct bufobj *bo;
3867         int bsize, error, maxsize, vmio;
3868         off_t offset;
3869
3870         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3871         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3872             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3873         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3874         if (size > maxbcachebuf)
3875                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3876                     maxbcachebuf);
3877         if (!unmapped_buf_allowed)
3878                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3879
3880         bo = &vp->v_bufobj;
3881 loop:
3882         BO_RLOCK(bo);
3883         bp = gbincore(bo, blkno);
3884         if (bp != NULL) {
3885                 int lockflags;
3886                 /*
3887                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3888                  * it must be on a queue.
3889                  */
3890                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3891
3892                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3893                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3894
3895                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3896                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3897
3898                 /*
3899                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3900                  * the buffer changed identities.
3901                  */
3902                 if (error == ENOLCK)
3903                         goto loop;
3904                 /* We timed out or were interrupted. */
3905                 else if (error)
3906                         return (NULL);
3907                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3908                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3909                         goto end;
3910
3911                 /*
3912                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3913                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3914                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3915                  * backing VM cache.
3916                  */
3917                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3918                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3919                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3920                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3921                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3922                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3923                 else
3924                         bremfree(bp);
3925
3926                 /*
3927                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3928                  */
3929                 if (bp->b_bcount != size) {
3930                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3931                             (size > bp->b_kvasize)) {
3932                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3933                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3934                                         bwrite(bp);
3935                                 } else {
3936                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3937                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3938                                                 brelse(bp);
3939                                         } else {
3940                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3941                                                 bwrite(bp);
3942                                         }
3943                                 }
3944                                 goto loop;
3945                         }
3946                 }
3947
3948                 /*
3949                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3950                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3951                  * reservation is requested.
3952                  */
3953                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3954
3955                 /*
3956                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3957                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3958                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3959                  * unchanged from its previous state.
3960                  */
3961                 allocbuf(bp, size);
3962
3963                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3964                     ("getblk: no buffer offset"));
3965
3966                 /*
3967                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3968                  * be committed before we can return the buffer in
3969                  * order to prevent the caller from issuing a read
3970                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3971                  * it.
3972                  *
3973                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3974                  * operate properly either because they assume they
3975                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3976                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3977                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3978                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3979                  * preventing further loops.
3980                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3981                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3982                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3983                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3984                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3985                  * after the write.
3986                  *
3987                  * We might be able to do something fancy, like setting
3988                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3989                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3990                  * confusing.  This is much easier.
3991                  */
3992
3993                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3994                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3995                         bwrite(bp);
3996                         goto loop;
3997                 }
3998                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3999         } else {
4000                 /*
4001                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4002                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4003                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4004                  */
4005                 BO_RUNLOCK(bo);
4006                 /*
4007                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4008                  * here.
4009                  */
4010                 if (flags & GB_NOCREAT)
4011                         return NULL;
4012                 if (bdomain[bo->bo_domain].bd_freebuffers == 0 &&
4013                     TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
4014                         return NULL;
4015
4016                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4017                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4018                 offset = blkno * bsize;
4019                 vmio = vp->v_object != NULL;
4020                 if (vmio) {
4021                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4022                 } else {
4023                         maxsize = size;
4024                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4025                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4026                 }
4027                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4028
4029                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4030                 if (bp == NULL) {
4031                         if (slpflag || slptimeo)
4032                                 return NULL;
4033                         /*
4034                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4035                          * enough to work under very low memory conditions.
4036                          *
4037                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4038                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4039                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4040                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4041                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4042                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4043                          * This never happens because we never yield.
4044                          *
4045                          * The real solution is to identify and fix these cases
4046                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4047                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4048                          */
4049                         kern_yield(PRI_USER);
4050                         goto loop;
4051                 }
4052
4053                 /*
4054                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4055                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4056                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4057                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4058                  * throw away the one we just created.
4059                  *
4060                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4061                  * with the vp especially considering limitations in
4062                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4063                  * lblkno's.
4064                  */
4065                 BO_LOCK(bo);
4066                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4067                         BO_UNLOCK(bo);
4068                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4069                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4070                         brelse(bp);
4071                         goto loop;
4072                 }
4073
4074                 /*
4075                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4076                  * be found by incore.
4077                  */
4078                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
4079                 bp->b_offset = offset;
4080                 bgetvp(vp, bp);
4081                 BO_UNLOCK(bo);
4082
4083                 /*
4084                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4085                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4086                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4087                  * backing store for validity.
4088                  */
4089
4090                 if (vmio) {
4091                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4092                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4093                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4094                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4095                 } else {
4096                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4097                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4098                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4099                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4100                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4101                 }
4102
4103                 allocbuf(bp, size);
4104                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4105                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4106         }
4107         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4108         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4109 end:
4110         buf_track(bp, __func__);
4111         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4112             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4113         return (bp);
4114 }
4115
4116 /*
4117  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4118  * set to B_INVAL.
4119  */
4120 struct buf *
4121 geteblk(int size, int flags)
4122 {
4123         struct buf *bp;
4124         int maxsize;
4125
4126         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4127         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4128                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4129                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4130                         return (NULL);
4131         }
4132         allocbuf(bp, size);
4133         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4134         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4135         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4136         return (bp);
4137 }
4138
4139 /*
4140  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4141  */
4142 static void
4143 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4144 {
4145
4146         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4147                 /*
4148                  * malloced buffers are not shrunk
4149                  */
4150                 if (newbsize == 0) {
4151                         bufmallocadjust(bp, 0);
4152                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4153                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4154                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4155                 }
4156                 return;
4157         }
4158         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4159         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4160 }
4161
4162 /*
4163  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4164  */
4165 static void
4166 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4167 {
4168         caddr_t origbuf;
4169         int origbufsize;
4170
4171         /*
4172          * We only use malloced memory on the first allocation.
4173          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4174          * grows.
4175          *
4176          * There is a potential smp race here that could lead
4177          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4178          * is probably extremely rare and not worth worrying
4179          * over.
4180          */
4181         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4182             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4183                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4184                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4185                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4186                 return;
4187         }
4188
4189         /*
4190          * If the buffer is growing on its other-than-first
4191          * allocation then we revert to the page-allocation
4192          * scheme.
4193          */
4194         origbuf = NULL;
4195         origbufsize = 0;
4196         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4197                 origbuf = bp->b_data;
4198                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4199                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4200                 bufmallocadjust(bp, 0);
4201                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4202                 newbsize = round_page(newbsize);
4203         }
4204         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4205             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4206         if (origbuf != NULL) {
4207                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4208                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4209         }
4210         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4211 }
4212
4213 /*
4214  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4215  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4216  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4217  * resize a buffer up or down.
4218  *
4219  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4220  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4221  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4222  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4223  *
4224  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4225  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4226  */
4227 int
4228 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4229 {
4230         int newbsize;
4231
4232         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4233
4234         if (bp->b_bcount == size)
4235                 return (1);
4236
4237         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4238                 panic("allocbuf: buffer too small");
4239
4240         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4241         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4242                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4243                         newbsize = round_page(newbsize);
4244                 /*
4245                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4246                  * mess with B_CACHE.
4247                  */
4248                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4249                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4250                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4251                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4252         } else {
4253                 int desiredpages;
4254
4255                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4256                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4257
4258                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4259                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4260                 /*
4261                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4262                  * 0-length.
4263                  */
4264                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4265                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4266
4267                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4268                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4269                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4270                 else if (size > bp->b_bcount)
4271                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4272                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4273         }
4274         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4275         return (1);
4276 }
4277
4278 extern int inflight_transient_maps;
4279
4280 void
4281 biodone(struct bio *bp)
4282 {
4283         struct mtx *mtxp;
4284         void (*done)(struct bio *);
4285         vm_offset_t start, end;
4286
4287         biotrack(bp, __func__);
4288         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4289                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4290                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4291                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4292                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4293                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4294                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4295                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4296                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4297         }
4298         done = bp->bio_done;
4299         if (done == NULL) {
4300                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4301                 mtx_lock(mtxp);
4302                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4303                 wakeup(bp);
4304                 mtx_unlock(mtxp);
4305         } else
4306                 done(bp);
4307 }
4308
4309 /*
4310  * Wait for a BIO to finish.
4311  */
4312 int
4313 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4314 {
4315         struct mtx *mtxp;
4316
4317         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4318         mtx_lock(mtxp);
4319         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4320                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4321         mtx_unlock(mtxp);
4322         if (bp->bio_error != 0)
4323                 return (bp->bio_error);
4324         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4325                 return (0);
4326         return (EIO);
4327 }
4328
4329 void
4330 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4331 {
4332         
4333         if (error) {
4334                 bp->bio_error = error;
4335                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4336         }
4337         if (stat != NULL)
4338                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4339         biodone(bp);
4340 }
4341
4342 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4343 void
4344 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4345 {
4346
4347         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4348 }
4349 #endif
4350
4351 /*
4352  *      bufwait:
4353  *
4354  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4355  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4356  *      error and cleared.
4357  */
4358 int
4359 bufwait(struct buf *bp)
4360 {
4361         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4362                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4363         else
4364                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4365         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4366                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4367                 return (EINTR);
4368         }
4369         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4370                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4371         } else {
4372                 return (0);
4373         }
4374 }
4375
4376 /*
4377  *      bufdone:
4378  *
4379  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4380  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4381  *      not allowed.
4382  *
4383  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4384  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4385  *      assuming B_INVAL is clear.
4386  *
4387  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4388  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4389  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4390  *
4391  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4392  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4393  *      in the biodone routine.
4394  */
4395 void
4396 bufdone(struct buf *bp)
4397 {
4398         struct bufobj *dropobj;
4399         void    (*biodone)(struct buf *);
4400
4401         buf_track(bp, __func__);
4402         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4403         dropobj = NULL;
4404
4405         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4406         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4407
4408         runningbufwakeup(bp);
4409         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4410                 dropobj = bp->b_bufobj;
4411         /* call optional completion function if requested */
4412         if (bp->b_iodone != NULL) {
4413                 biodone = bp->b_iodone;
4414                 bp->b_iodone = NULL;
4415                 (*biodone) (bp);
4416                 if (dropobj)
4417                         bufobj_wdrop(dropobj);
4418                 return;
4419         }
4420         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4421                 /*
4422                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4423                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4424                  * routines.
4425                  */
4426                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4427                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4428                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4429                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4430                 vfs_vmio_iodone(bp);
4431         }
4432         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4433                 buf_complete(bp);
4434         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4435                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4436                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4437                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4438                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4439         }
4440         /*
4441          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4442          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4443          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4444          */
4445         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4446                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4447                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4448                         brelse(bp);
4449                 else
4450                         bqrelse(bp);
4451         } else
4452                 bdone(bp);
4453         if (dropobj)
4454                 bufobj_wdrop(dropobj);
4455 }
4456
4457 /*
4458  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4459  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4460  * consistent.
4461  */
4462 void
4463 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4464 {
4465         int i;
4466         vm_object_t obj;
4467         vm_page_t m;
4468
4469         runningbufwakeup(bp);
4470         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4471                 return;
4472
4473         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4474         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4475         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4476                 m = bp->b_pages[i];
4477                 if (m == bogus_page) {
4478                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4479                         if (!m)
4480                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4481                         bp->b_pages[i] = m;
4482                         if (buf_mapped(bp)) {
4483                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4484                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4485                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4486                         } else
4487                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4488                 }
4489                 vm_page_sunbusy(m);
4490         }
4491         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4492         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4493 }
4494
4495 /*
4496  * vfs_page_set_valid:
4497  *
4498  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4499  *      range is restricted to the buffer's size.
4500  *
4501  *      This routine is typically called after a read completes.
4502  */
4503 static void
4504 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4505 {
4506         vm_ooffset_t eoff;
4507
4508         /*
4509          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4510          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4511          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4512          * allocation size of the buffer.
4513          */
4514         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4515         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4516                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4517
4518         /*
4519          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4520          * entire page.
4521          */
4522         if (eoff > off)
4523                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4524 }
4525
4526 /*
4527  * vfs_page_set_validclean:
4528  *
4529  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4530  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4531  */
4532 static void
4533 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4534 {
4535         vm_ooffset_t soff, eoff;
4536
4537         /*
4538          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4539          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4540          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4541          * of the buffer.
4542          */
4543         soff = off;
4544         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4545         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4546                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4547
4548         /*
4549          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4550          * entire page.
4551          */
4552         if (eoff > soff) {
4553                 vm_page_set_validclean(
4554                     m,
4555                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4556                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4557                 );
4558         }
4559 }
4560
4561 /*
4562  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4563  * exclusive busy, drain it.
4564  */
4565 void
4566 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4567 {
4568         vm_page_t m;
4569         int i, last_busied;
4570
4571         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4572         last_busied = 0;
4573         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4574                 m = bp->b_pages[i];
4575                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4576                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4577                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4578                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4579                                 vm_page_lock(m);
4580                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4581                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4582                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4583                         }
4584                 }
4585         }
4586         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4587                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4588 }
4589
4590 /*
4591  * This routine is called before a device strategy routine.
4592  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4593  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4594  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4595  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4596  * inconsistent.
4597  *
4598  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4599  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4600  * and should be ignored.
4601  */
4602 void
4603 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4604 {
4605         vm_object_t obj;
4606         vm_ooffset_t foff;
4607         vm_page_t m;
4608         int i;
4609         bool bogus;
4610
4611         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4612                 return;
4613
4614         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4615         foff = bp->b_offset;
4616         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4617             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4618         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4619         vfs_drain_busy_pages(bp);
4620         if (bp->b_bufsize != 0)
4621                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4622         bogus = false;
4623         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4624                 m = bp->b_pages[i];
4625
4626                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4627                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4628                         vm_page_sbusy(m);
4629                 }
4630                 /*
4631                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4632                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4633                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4634                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4635                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4636                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4637                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4638                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4639                  * first place ).  The replacement prevents the read
4640                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4641                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4642                  * It may not work properly with small-block devices.
4643                  * We need to find a better way.
4644                  */
4645                 if (clear_modify) {
4646                         pmap_remove_write(m);
4647                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4648                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4649                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4650                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4651                         bogus = true;
4652                 }
4653                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4654         }
4655         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4656         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4657                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4658                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4659                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4660         }
4661 }
4662
4663 /*
4664  *      vfs_bio_set_valid:
4665  *
4666  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4667  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4668  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4669  *      page.
4670  */
4671 void   
4672 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4673 {
4674         int i, n;
4675         vm_page_t m;
4676
4677         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4678                 return;
4679
4680         /*
4681          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4682          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4683          * first page that can be validated.
4684          */
4685         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4686         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4687
4688         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4689         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4690                 m = bp->b_pages[i];
4691                 if (n > size)
4692                         n = size;
4693                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4694                 base += n;
4695                 size -= n;
4696                 n = PAGE_SIZE;
4697         }
4698         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4699 }
4700
4701 /*
4702  *      vfs_bio_clrbuf:
4703  *
4704  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4705  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4706  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4707  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4708  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4709  *
4710  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4711  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4712  */
4713 void
4714 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4715 {
4716         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4717
4718         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4719                 clrbuf(bp);
4720                 return;
4721         }
4722         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4723         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4724         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4725         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4726             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4727                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4728                         goto unlock;
4729                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4730                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4731                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4732                         goto unlock;
4733                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4734                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4735                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4736                         goto unlock;
4737                 }
4738         }
4739         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4740         slide = 0;
4741         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4742                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4743                 ea = slide & PAGE_MASK;
4744                 if (ea == 0)
4745                         ea = PAGE_SIZE;
4746                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4747                         continue;
4748                 j = sa / DEV_BSIZE;
4749                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4750                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4751                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4752                         continue;
4753                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4754                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4755                 else {
4756                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4757                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4758                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4759                                             sa, DEV_BSIZE);
4760                                 }
4761                         }
4762                 }
4763                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4764         }
4765 unlock:
4766         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4767         bp->b_resid = 0;
4768 }
4769
4770 void
4771 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4772 {
4773         vm_page_t m;
4774         int i, n;
4775
4776         if (buf_mapped(bp)) {
4777                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4778                 bzero(bp->b_data + base, size);
4779         } else {
4780                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4781                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4782                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4783                         m = bp->b_pages[i];
4784                         if (n > size)
4785                                 n = size;
4786                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4787                         base += n;
4788                         size -= n;
4789                         n = PAGE_SIZE;
4790                 }
4791         }
4792 }
4793
4794 /*
4795  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4796  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4797  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4798  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4799  */
4800 static void
4801 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4802 {
4803
4804         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4805             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4806
4807         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4808                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4809         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4810                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4811                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4812                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4813                 if (release)
4814                         brelse(bp);
4815         } else if (release)
4816                 bqrelse(bp);
4817 }
4818
4819 void
4820 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4821 {
4822
4823         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4824 }
4825
4826 void
4827 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4828 {
4829
4830         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4831 }
4832
4833 /*
4834  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4835  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4836  * not associated with a file object.
4837  */
4838 static void
4839 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4840 {
4841         vm_offset_t pg;
4842         vm_page_t p;
4843         int index;
4844
4845         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4846
4847         to = round_page(to);
4848         from = round_page(from);
4849         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4850
4851         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4852                 /*
4853                  * note: must allocate system pages since blocking here
4854                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4855                  * process we are.
4856                  */
4857                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4858                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4859                     VM_ALLOC_WAITOK);
4860                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4861                 bp->b_pages[index] = p;
4862         }
4863         bp->b_npages = index;
4864 }
4865
4866 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4867 static void
4868 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4869 {
4870         vm_offset_t from;
4871         vm_page_t p;
4872         int index, newnpages;
4873
4874         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4875
4876         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4877         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4878         if (bp->b_npages > newnpages)
4879                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4880         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4881                 p = bp->b_pages[index];
4882                 bp->b_pages[index] = NULL;
4883                 p->wire_count--;
4884                 vm_page_free(p);
4885         }
4886         vm_wire_sub(bp->b_npages - newnpages);
4887         bp->b_npages = newnpages;
4888 }
4889
4890 /*
4891  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4892  *
4893  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4894  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4895  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4896  *
4897  * Note that even if the caller determines that the address space should
4898  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4899  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4900  * check the return value.
4901  *
4902  * This function only works with pager buffers.
4903  */
4904 int
4905 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4906 {
4907         vm_prot_t prot;
4908         int pidx;
4909
4910         if (bp->b_bufsize < 0)
4911                 return (-1);
4912         prot = VM_PROT_READ;
4913         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4914                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4915         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4916             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4917             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4918                 return (-1);
4919         bp->b_npages = pidx;
4920         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4921         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4922                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4923                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4924         } else
4925                 bp->b_data = unmapped_buf;
4926         return(0);
4927 }
4928
4929 /*
4930  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4931  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4932  *
4933  * This function only works with pager buffers.
4934  */
4935 void
4936 vunmapbuf(struct buf *bp)
4937 {
4938         int npages;
4939
4940         npages = bp->b_npages;
4941         if (buf_mapped(bp))
4942                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4943         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4944
4945         bp->b_data = unmapped_buf;
4946 }
4947
4948 void
4949 bdone(struct buf *bp)
4950 {
4951         struct mtx *mtxp;
4952
4953         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4954         mtx_lock(mtxp);
4955         bp->b_flags |= B_DONE;
4956         wakeup(bp);
4957         mtx_unlock(mtxp);
4958 }
4959
4960 void
4961 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4962 {
4963         struct mtx *mtxp;
4964
4965         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4966         mtx_lock(mtxp);
4967         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4968                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4969         mtx_unlock(mtxp);
4970 }
4971
4972 int
4973 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4974 {
4975
4976         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
4977 }
4978
4979 void
4980 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4981 {
4982         int i = 0;
4983         struct vnode *vp;
4984
4985         vp = bp->b_vp;
4986         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4987         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4988             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4989         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4990         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4991 }
4992
4993 /*
4994  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
4995  */
4996 void
4997 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
4998 {
4999         static volatile int bufobj_cleanq;
5000
5001         bo->bo_domain =
5002             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5003         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5004         bo->bo_private = private;
5005         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5006         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5007 }
5008
5009 void
5010 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5011 {
5012
5013         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5014         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5015         bo->bo_numoutput++;
5016 }
5017
5018 void
5019 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5020 {
5021
5022         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5023         BO_LOCK(bo);
5024         bo->bo_numoutput++;
5025         BO_UNLOCK(bo);
5026 }
5027
5028 void
5029 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5030 {
5031
5032         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5033         BO_LOCK(bo);
5034         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5035         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5036                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5037                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5038         }
5039         BO_UNLOCK(bo);
5040 }
5041
5042 int
5043 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5044 {
5045         int error;
5046
5047         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5048         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5049         error = 0;
5050         while (bo->bo_numoutput) {
5051                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5052                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5053                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5054                 if (error)
5055                         break;
5056         }
5057         return (error);
5058 }
5059
5060 /*
5061  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5062  */
5063 void
5064 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5065 {
5066
5067         if (!buf_mapped(bp)) {
5068                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5069                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5070                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5071                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5072                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5073                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5074                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5075                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5076                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5077                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5078         } else {
5079                 bip->bio_data = bp->b_data;
5080                 bip->bio_ma = NULL;
5081         }
5082 }
5083
5084 /*
5085  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5086  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5087  * to data corruption.
5088  *
5089  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5090  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5091  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5092  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5093  *
5094  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5095  * earlier chips, it should be flipped back off.
5096  */
5097 #ifdef  __mips__
5098 static int buf_pager_relbuf = 1;
5099 #else
5100 static int buf_pager_relbuf = 0;
5101 #endif
5102 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5103     &buf_pager_relbuf, 0,
5104     "Make buffer pager release buffers after reading");
5105
5106 /*
5107  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5108  *
5109  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5110  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5111  * device block size is greater than the machine page size.  The
5112  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5113  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5114  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5115  * pages.
5116  *
5117  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5118  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5119  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5120  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5121  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5122  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5123  */
5124 int
5125 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5126     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5127     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5128 {
5129         vm_page_t m;
5130         vm_object_t object;
5131         struct buf *bp;
5132         struct mount *mp;
5133         daddr_t lbn, lbnp;
5134         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5135         long bsize;
5136         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5137         bool redo, lpart;
5138
5139         object = vp->v_object;
5140         mp = vp->v_mount;
5141         error = 0;
5142         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5143         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5144                 return (VM_PAGER_BAD);
5145
5146         /*
5147          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5148          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5149          * and the start of the potential read-ahead region.
5150          */
5151         la += PAGE_SIZE;
5152         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5153         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5154
5155         /*
5156          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5157          */
5158         pgsin = count;
5159         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5160         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5161         pgsin += pgsin_b;
5162         if (rbehind != NULL)
5163                 *rbehind = pgsin_b;
5164         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5165         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5166                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5167                     PAGE_SIZE) - la);
5168         pgsin += pgsin_a;
5169         if (rahead != NULL)
5170                 *rahead = pgsin_a;
5171         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5172         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5173
5174         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5175             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5176         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5177 again:
5178         for (i = 0; i < count; i++)
5179                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5180         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5181
5182         lbnp = -1;
5183         for (i = 0; i < count; i++) {
5184                 m = ma[i];
5185
5186                 /*
5187                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5188                  * owned, which together allow for the pages'
5189                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5190                  * useless creation of the buffer for the most typical
5191                  * case when invalidation is not used in redo or for
5192                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5193                  * the end of the function catches the race in a
5194                  * reliable way (protected by the object lock).
5195                  */
5196                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
5197                         continue;
5198
5199                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5200                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5201                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5202                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5203                         if (lbn == lbnp)
5204                                 goto next_page;
5205                         lbnp = lbn;
5206
5207                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5208                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5209                             br_flags, &bp);
5210                         if (error != 0)
5211                                 goto end_pages;
5212                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5213                                 /*
5214                                  * Invalidation clears m->valid, but
5215                                  * may leave B_CACHE flag if the
5216                                  * buffer existed at the invalidation
5217                                  * time.  In this case, recycle the
5218                                  * buffer to do real read on next
5219                                  * bread() after redo.
5220                                  *
5221                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5222                                  * necessary, enable to reduce buf
5223                                  * cache pressure.
5224                                  */
5225                                 if (buf_pager_relbuf ||
5226                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5227                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5228
5229                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5230                                 brelse(bp);
5231                         } else {
5232                                 bqrelse(bp);
5233                         }
5234                 }
5235                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5236                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
5237                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5238                 if (i == count - 1 && lpart) {
5239                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5240                         if (m->valid != 0 &&
5241                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5242                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5243                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5244                 }
5245 next_page:;
5246         }
5247 end_pages:
5248
5249         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5250         redo = false;
5251         for (i = 0; i < count; i++) {
5252                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
5253                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
5254
5255                 /*
5256                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5257                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5258                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5259                  * relinguish, they could have been invalidated.
5260                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5261                  *
5262                  * Note that the last page is made fully valid in the
5263                  * read loop, and partial validity for the page at
5264                  * index count - 1 could mean that the page was
5265                  * invalidated or removed, so we must restart for
5266                  * safety as well.
5267                  */
5268                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5269                         redo = true;
5270         }
5271         if (redo && error == 0)
5272                 goto again;
5273         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5274         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5275 }
5276
5277 #include "opt_ddb.h"
5278 #ifdef DDB
5279 #include <ddb/ddb.h>
5280
5281 /* DDB command to show buffer data */
5282 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5283 {
5284         /* get args */
5285         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5286 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5287         uint32_t i, j;
5288 #endif
5289
5290         if (!have_addr) {
5291                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5292                 return;
5293         }
5294
5295         db_printf("buf at %p\n", bp);
5296         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
5297             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
5298             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
5299         db_printf(
5300             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5301             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5302             "b_dep = %p\n",
5303             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5304             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5305             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
5306         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5307             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5308         if (bp->b_npages) {
5309                 int i;
5310                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5311                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5312                         vm_page_t m;
5313                         m = bp->b_pages[i];
5314                         if (m != NULL)
5315                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5316                                     (u_long)m->pindex,
5317                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5318                         else
5319                                 db_printf("( ??? )");
5320                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5321                                 db_printf(",");
5322                 }
5323                 db_printf("\n");
5324         }
5325         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5326 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5327         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5328
5329         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5330         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5331                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5332                         continue;
5333                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5334                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5335         }
5336 #elif defined(BUF_TRACKING)
5337         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5338 #endif
5339         db_printf(" ");
5340 }
5341
5342 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5343 {
5344         struct bufdomain *bd;
5345         struct buf *bp;
5346         long total;
5347         int i, j, cnt;
5348
5349         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5350
5351         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5352                 bd = &bdomain[i];
5353                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5354                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5355                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5356                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5357                 db_printf("\n");
5358                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5359                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5360                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5361                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5362                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5363                 db_printf("\n");
5364                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5365                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5366                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5367                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5368                 db_printf("\n");
5369                 total = 0;
5370                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5371                         total += bp->b_bufsize;
5372                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5373                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5374                 total = 0;
5375                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5376                         total += bp->b_bufsize;
5377                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5378                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5379                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5380                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5381                 db_printf("\tCPU ");
5382                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5383                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5384                 db_printf("\n");
5385                 cnt = 0;
5386                 total = 0;
5387                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5388                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5389                                 cnt++;
5390                                 total += buf[j].b_bufsize;
5391                         }
5392                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5393                 cnt = 0;
5394                 total = 0;
5395                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5396                         if (buf[j].b_domain == i) {
5397                                 cnt++;
5398                                 total += buf[j].b_bufsize;
5399                         }
5400                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5401         }
5402 }
5403
5404 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5405 {
5406         struct buf *bp;
5407         int i;
5408
5409         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5410                 bp = &buf[i];
5411                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5412                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5413                         db_printf("\n");
5414                         if (db_pager_quit)
5415                                 break;
5416                 }
5417         }
5418 }
5419
5420 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5421 {
5422         struct vnode *vp;
5423         struct buf *bp;
5424
5425         if (!have_addr) {
5426                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5427                 return;
5428         }
5429         vp = (struct vnode *)addr;
5430         db_printf("Clean buffers:\n");
5431         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5432                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5433                 db_printf("\n");
5434         }
5435         db_printf("Dirty buffers:\n");
5436         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5437                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5438                 db_printf("\n");
5439         }
5440 }
5441
5442 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5443 {
5444         struct buf *bp;
5445         int i, used = 0, nfree = 0;
5446
5447         if (have_addr) {
5448                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5449                 return;
5450         }
5451
5452         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5453                 bp = &buf[i];
5454                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5455                         nfree++;
5456                 else
5457                         used++;
5458         }
5459
5460         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5461             nfree + used);
5462         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5463 }
5464 #endif /* DDB */