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