]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
buf: Make buf_daemon_shutdown() a no-op after a panic
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/asan.h>
53 #include <sys/bio.h>
54 #include <sys/bitset.h>
55 #include <sys/conf.h>
56 #include <sys/counter.h>
57 #include <sys/buf.h>
58 #include <sys/devicestat.h>
59 #include <sys/eventhandler.h>
60 #include <sys/fail.h>
61 #include <sys/ktr.h>
62 #include <sys/limits.h>
63 #include <sys/lock.h>
64 #include <sys/malloc.h>
65 #include <sys/mount.h>
66 #include <sys/mutex.h>
67 #include <sys/kernel.h>
68 #include <sys/kthread.h>
69 #include <sys/proc.h>
70 #include <sys/racct.h>
71 #include <sys/refcount.h>
72 #include <sys/resourcevar.h>
73 #include <sys/rwlock.h>
74 #include <sys/smp.h>
75 #include <sys/sysctl.h>
76 #include <sys/syscallsubr.h>
77 #include <sys/vmem.h>
78 #include <sys/vmmeter.h>
79 #include <sys/vnode.h>
80 #include <sys/watchdog.h>
81 #include <geom/geom.h>
82 #include <vm/vm.h>
83 #include <vm/vm_param.h>
84 #include <vm/vm_kern.h>
85 #include <vm/vm_object.h>
86 #include <vm/vm_page.h>
87 #include <vm/vm_pageout.h>
88 #include <vm/vm_pager.h>
89 #include <vm/vm_extern.h>
90 #include <vm/vm_map.h>
91 #include <vm/swap_pager.h>
92
93 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
94
95 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
96
97 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
98         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
99         .bop_write      =       bufwrite,
100         .bop_strategy   =       bufstrategy,
101         .bop_sync       =       bufsync,
102         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
103 };
104
105 struct bufqueue {
106         struct mtx_padalign     bq_lock;
107         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
108         uint8_t                 bq_index;
109         uint16_t                bq_subqueue;
110         int                     bq_len;
111 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
112
113 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
114 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
116 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
117
118 struct bufdomain {
119         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
120         struct bufqueue bd_dirtyq;
121         struct bufqueue *bd_cleanq;
122         struct mtx_padalign bd_run_lock;
123         /* Constants */
124         long            bd_maxbufspace;
125         long            bd_hibufspace;
126         long            bd_lobufspace;
127         long            bd_bufspacethresh;
128         int             bd_hifreebuffers;
129         int             bd_lofreebuffers;
130         int             bd_hidirtybuffers;
131         int             bd_lodirtybuffers;
132         int             bd_dirtybufthresh;
133         int             bd_lim;
134         /* atomics */
135         int             bd_wanted;
136         bool            bd_shutdown;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
139         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
140         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
141 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
142
143 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
144 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
145 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
147 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
148 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
149 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
150 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
151
152 static char *buf;               /* buffer header pool */
153 static struct buf *
154 nbufp(unsigned i)
155 {
156         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
157             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
158 }
159
160 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
161
162 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
163 struct proc *bufdaemonproc;
164
165 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
166 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
167                 vm_offset_t to);
168 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
169 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
170                 vm_page_t m);
171 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
172 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
173 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
174 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
175 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
176 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
177                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
178 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
179                 void (*)(struct buf *));
180 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
181 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
182 static void buf_daemon(void);
183 static __inline void bd_wakeup(void);
184 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
185 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
186 static void bufkva_free(struct buf *);
187 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
188 static void buf_release(void *, void **, int);
189 static void maxbcachebuf_adjust(void);
190 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
191 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
192 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
193 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
194 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
195             const char *lockname);
196 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
197 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
198 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
199 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200
201 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
202 int vmiodirenable = TRUE;
203 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
204     "Use the VM system for directory writes");
205 long runningbufspace;
206 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
207     "Amount of presently outstanding async buffer io");
208 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
209     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
210 static counter_u64_t bufkvaspace;
211 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
212     "Kernel virtual memory used for buffers");
213 static long maxbufspace;
214 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
215     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
216     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
217     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
218 static long bufmallocspace;
219 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
220     "Amount of malloced memory for buffers");
221 static long maxbufmallocspace;
222 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
223     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
224 static long lobufspace;
225 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
226     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
227     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
228     "Minimum amount of buffers we want to have");
229 long hibufspace;
230 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
231     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
232     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
233     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
234 long bufspacethresh;
235 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
236     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
237     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
238     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
239 static counter_u64_t buffreekvacnt;
240 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
241     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
242 static counter_u64_t bufdefragcnt;
243 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
244     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
245 static long lorunningspace;
246 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
247     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
248     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
249 static long hirunningspace;
250 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
251     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
252     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
253 int dirtybufferflushes;
254 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
255     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
256 int bdwriteskip;
257 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
258     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
259 int altbufferflushes;
260 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
261     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
262 static int recursiveflushes;
263 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
264     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
265 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
266 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
267     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
268     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
269 static int lodirtybuffers;
270 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
271     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
272     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
273     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
274 static int hidirtybuffers;
275 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
276     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
277     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
278     "When the number of dirty buffers is considered severe");
279 int dirtybufthresh;
280 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
281     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
282     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
283     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
284 static int numfreebuffers;
285 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
286     "Number of free buffers");
287 static int lofreebuffers;
288 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
289     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
290     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
291    "Target number of free buffers");
292 static int hifreebuffers;
293 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
294     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
295     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
296    "Threshold for clean buffer recycling");
297 static counter_u64_t getnewbufcalls;
298 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
299    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
300 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
301 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
302     &getnewbufrestarts,
303     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
304 static counter_u64_t mappingrestarts;
305 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
306     &mappingrestarts,
307     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
308     "unmapped buffer");
309 static counter_u64_t numbufallocfails;
310 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
311     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
312 static int flushbufqtarget = 100;
313 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
314     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
315 static counter_u64_t notbufdflushes;
316 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
317     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
318 static long barrierwrites;
319 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
320     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
321 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
322     &unmapped_buf_allowed, 0,
323     "Permit the use of the unmapped i/o");
324 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
325 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
326     "Maximum size of a buffer cache block");
327
328 /*
329  * This lock synchronizes access to bd_request.
330  */
331 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
332
333 /*
334  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
335  * waitrunningbufspace().
336  */
337 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
338
339 /*
340  * Lock that protects bdirtywait.
341  */
342 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
343
344 /*
345  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
346  */
347 static bool bd_shutdown;
348
349 /*
350  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
351  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
352  * is idling.
353  */
354 static int bd_request;
355
356 /*
357  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
358  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
359  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
360  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
361  */
362 static int bd_speedupreq;
363
364 /*
365  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
366  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
367  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
368  */
369 static int runningbufreq;
370
371 /*
372  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
373  */
374 static int bdirtywait;
375
376 /*
377  * Definitions for the buffer free lists.
378  */
379 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
380 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
381 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
382 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
383 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
384
385 /* Maximum number of buffer domains. */
386 #define BUF_DOMAINS     8
387
388 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
389 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
390
391 /* Configured number of clean queues. */
392 static int __read_mostly buf_domains;
393
394 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
395 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
396 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
397
398 /*
399  * per-cpu empty buffer cache.
400  */
401 uma_zone_t buf_zone;
402
403 static int
404 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
405 {
406         long value;
407         int error;
408
409         value = *(long *)arg1;
410         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
411         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
412                 return (error);
413         mtx_lock(&rbreqlock);
414         if (arg1 == &hirunningspace) {
415                 if (value < lorunningspace)
416                         error = EINVAL;
417                 else
418                         hirunningspace = value;
419         } else {
420                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
421                     ("%s: unknown arg1", __func__));
422                 if (value > hirunningspace)
423                         error = EINVAL;
424                 else
425                         lorunningspace = value;
426         }
427         mtx_unlock(&rbreqlock);
428         return (error);
429 }
430
431 static int
432 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
433 {
434         int error;
435         int value;
436         int i;
437
438         value = *(int *)arg1;
439         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
440         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
441                 return (error);
442         *(int *)arg1 = value;
443         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
444                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
445                     value / buf_domains;
446
447         return (error);
448 }
449
450 static int
451 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
452 {
453         long value;
454         int error;
455         int i;
456
457         value = *(long *)arg1;
458         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
459         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
460                 return (error);
461         *(long *)arg1 = value;
462         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
463                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
464                     value / buf_domains;
465
466         return (error);
467 }
468
469 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
470     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
471 static int
472 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
473 {
474         long lvalue;
475         int ivalue;
476         int i;
477
478         lvalue = 0;
479         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
480                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
481         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
482                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
483         if (lvalue > INT_MAX)
484                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
485                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
486         ivalue = lvalue;
487         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
488 }
489 #else
490 static int
491 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
492 {
493         long lvalue;
494         int i;
495
496         lvalue = 0;
497         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
498                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
499         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
500 }
501 #endif
502
503 static int
504 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
505 {
506         int value;
507         int i;
508
509         value = 0;
510         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
511                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
512         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
513 }
514
515 /*
516  *      bdirtywakeup:
517  *
518  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
519  */
520 static void
521 bdirtywakeup(void)
522 {
523         mtx_lock(&bdirtylock);
524         if (bdirtywait) {
525                 bdirtywait = 0;
526                 wakeup(&bdirtywait);
527         }
528         mtx_unlock(&bdirtylock);
529 }
530
531 /*
532  *      bd_clear:
533  *
534  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
535  *      is decremented.
536  */
537 static void
538 bd_clear(struct bufdomain *bd)
539 {
540
541         mtx_lock(&bdirtylock);
542         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
543                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
544         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
545                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
546         mtx_unlock(&bdirtylock);
547 }
548
549 /*
550  *      bd_set:
551  *
552  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
553  *      is incremented.
554  */
555 static void
556 bd_set(struct bufdomain *bd)
557 {
558
559         mtx_lock(&bdirtylock);
560         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
561                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
562         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
563                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
564         mtx_unlock(&bdirtylock);
565 }
566
567 /*
568  *      bdirtysub:
569  *
570  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
571  *      threads blocked in bwillwrite().
572  */
573 static void
574 bdirtysub(struct buf *bp)
575 {
576         struct bufdomain *bd;
577         int num;
578
579         bd = bufdomain(bp);
580         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
581         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
582                 bdirtywakeup();
583         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
584                 bd_clear(bd);
585 }
586
587 /*
588  *      bdirtyadd:
589  *
590  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
591  *      daemon if needed.
592  */
593 static void
594 bdirtyadd(struct buf *bp)
595 {
596         struct bufdomain *bd;
597         int num;
598
599         /*
600          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
601          * buf daemon will keep running until the condition clears.
602          */
603         bd = bufdomain(bp);
604         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
605         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
606                 bd_wakeup();
607         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
608                 bd_set(bd);
609 }
610
611 /*
612  *      bufspace_daemon_wakeup:
613  *
614  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
615  */
616 static void
617 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
618 {
619
620         /*
621          * avoid the lock if the daemon is running.
622          */
623         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
624                 BD_RUN_LOCK(bd);
625                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
626                 wakeup(&bd->bd_running);
627                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
628         }
629 }
630
631 /*
632  *      bufspace_adjust:
633  *
634  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
635  *      waking any waiters.
636  */
637 static void
638 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
639 {
640         struct bufdomain *bd;
641         long space;
642         int diff;
643
644         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
645             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
646         bd = bufdomain(bp);
647         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
648         if (diff < 0) {
649                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
650         } else if (diff > 0) {
651                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
652                 /* Wake up the daemon on the transition. */
653                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
654                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
655                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
656         }
657         bp->b_bufsize = bufsize;
658 }
659
660 /*
661  *      bufspace_reserve:
662  *
663  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
664  *      different space limit than data.
665  */
666 static int
667 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
668 {
669         long limit, new;
670         long space;
671
672         if (metadata)
673                 limit = bd->bd_maxbufspace;
674         else
675                 limit = bd->bd_hibufspace;
676         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
677         new = space + size;
678         if (new > limit) {
679                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
680                 return (ENOSPC);
681         }
682
683         /* Wake up the daemon on the transition. */
684         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
685                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
686
687         return (0);
688 }
689
690 /*
691  *      bufspace_release:
692  *
693  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
694  */
695 static void
696 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
697 {
698
699         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
700 }
701
702 /*
703  *      bufspace_wait:
704  *
705  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
706  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
707  *      operation must be re-tried on return.
708  */
709 static void
710 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
711     int slpflag, int slptimeo)
712 {
713         struct thread *td;
714         int error, fl, norunbuf;
715
716         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
717                 return;
718
719         td = curthread;
720         BD_LOCK(bd);
721         while (bd->bd_wanted) {
722                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
723                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
724                         BD_UNLOCK(bd);
725                         /*
726                          * getblk() is called with a vnode locked, and
727                          * some majority of the dirty buffers may as
728                          * well belong to the vnode.  Flushing the
729                          * buffers there would make a progress that
730                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
731                          * cannot lock the vnode.
732                          */
733                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
734                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
735
736                         /*
737                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
738                          * may be called while the thread owns lock
739                          * for another dirty buffer for the same
740                          * vnode, which makes it impossible to use
741                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
742                          * recursion.
743                          */
744                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
745                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
746                         td->td_pflags &= norunbuf;
747                         BD_LOCK(bd);
748                         if (fl != 0)
749                                 continue;
750                         if (bd->bd_wanted == 0)
751                                 break;
752                 }
753                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
754                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
755                 if (error != 0)
756                         break;
757         }
758         BD_UNLOCK(bd);
759 }
760
761 static void
762 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
763 {
764         struct bufdomain *bd = arg;
765         int error;
766
767         if (KERNEL_PANICKED())
768                 return;
769
770         BD_RUN_LOCK(bd);
771         bd->bd_shutdown = true;
772         wakeup(&bd->bd_running);
773         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
774             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
775         BD_RUN_UNLOCK(bd);
776         if (error != 0)
777                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
778 }
779
780 /*
781  *      bufspace_daemon:
782  *
783  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
784  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
785  *      block nor work to reclaim buffers.
786  */
787 static void
788 bufspace_daemon(void *arg)
789 {
790         struct bufdomain *bd = arg;
791
792         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
793             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
794
795         BD_RUN_LOCK(bd);
796         while (!bd->bd_shutdown) {
797                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
798
799                 /*
800                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
801                  * targets.
802                  *
803                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
804                  * when some free buffer headers and space are always
805                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
806                  * the excessive blocking and synchronization associated
807                  * with shortfall.  It goes through three phases according
808                  * demand:
809                  *
810                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
811                  *      during idle periods when the counters are below
812                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
813                  *
814                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
815                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
816                  *      slightly according to the rate of consumption and
817                  *      release.
818                  *
819                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
820                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
821                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
822                  *      until we return to condition 2.
823                  */
824                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
825                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
826                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
827                                 if (bd_flushall(bd))
828                                         continue;
829                                 /*
830                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
831                                  * buffers.  This is possible in particular
832                                  * because softdep may held many bufs locked
833                                  * pending writes to other bufs which are
834                                  * marked for delayed write, exhausting
835                                  * clean space until they are written.
836                                  */
837                                 bd_speedup();
838                                 BD_LOCK(bd);
839                                 if (bd->bd_wanted) {
840                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
841                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
842                                 } else
843                                         BD_UNLOCK(bd);
844                         }
845                         maybe_yield();
846                 }
847
848                 /*
849                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
850                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
851                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
852                  * freebuffers prior to checking bd_running.
853                  */
854                 BD_RUN_LOCK(bd);
855                 if (bd->bd_shutdown)
856                         break;
857                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
858                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
859                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
860                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
861                             PRIBIO, "-", hz);
862                 } else {
863                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
864                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
865                 }
866         }
867         wakeup(&bd->bd_shutdown);
868         BD_RUN_UNLOCK(bd);
869         kthread_exit();
870 }
871
872 /*
873  *      bufmallocadjust:
874  *
875  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
876  *      waking any waiters.
877  */
878 static void
879 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
880 {
881         int diff;
882
883         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
884             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
885         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
886         if (diff < 0)
887                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
888         else
889                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
890         bp->b_bufsize = bufsize;
891 }
892
893 /*
894  *      runningwakeup:
895  *
896  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
897  *      below lorunningspace.
898  */
899 static void
900 runningwakeup(void)
901 {
902
903         mtx_lock(&rbreqlock);
904         if (runningbufreq) {
905                 runningbufreq = 0;
906                 wakeup(&runningbufreq);
907         }
908         mtx_unlock(&rbreqlock);
909 }
910
911 /*
912  *      runningbufwakeup:
913  *
914  *      Decrement the outstanding write count according.
915  */
916 void
917 runningbufwakeup(struct buf *bp)
918 {
919         long space, bspace;
920
921         bspace = bp->b_runningbufspace;
922         if (bspace == 0)
923                 return;
924         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
925         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
926             space, bspace));
927         bp->b_runningbufspace = 0;
928         /*
929          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
930          * the threshold to falling below it.
931          */
932         if (space < lorunningspace)
933                 return;
934         if (space - bspace > lorunningspace)
935                 return;
936         runningwakeup();
937 }
938
939 /*
940  *      waitrunningbufspace()
941  *
942  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
943  *      running.  This routine is used in async-write situations to
944  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
945  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
946  *
947  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
948  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
949  *      caller's write has reached the device.
950  */
951 void
952 waitrunningbufspace(void)
953 {
954
955         mtx_lock(&rbreqlock);
956         while (runningbufspace > hirunningspace) {
957                 runningbufreq = 1;
958                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
959         }
960         mtx_unlock(&rbreqlock);
961 }
962
963 /*
964  *      vfs_buf_test_cache:
965  *
966  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
967  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
968  *      valid data.
969  */
970 static __inline void
971 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
972     vm_offset_t size, vm_page_t m)
973 {
974
975         /*
976          * This function and its results are protected by higher level
977          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
978          * validate pages.
979          */
980         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
981                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
982                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
983                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
984         }
985 }
986
987 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
988 static void
989 bd_wakeup(void)
990 {
991
992         mtx_lock(&bdlock);
993         if (bd_request == 0) {
994                 bd_request = 1;
995                 wakeup(&bd_request);
996         }
997         mtx_unlock(&bdlock);
998 }
999
1000 /*
1001  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1002  */
1003 static void
1004 maxbcachebuf_adjust(void)
1005 {
1006         int i;
1007
1008         /*
1009          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1010          */
1011         i = 2;
1012         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1013                 i *= 2;
1014         maxbcachebuf = i;
1015         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1016                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1017         if (maxbcachebuf > maxphys)
1018                 maxbcachebuf = maxphys;
1019         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1020                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1025  */
1026 void
1027 bd_speedup(void)
1028 {
1029         int needwake;
1030
1031         mtx_lock(&bdlock);
1032         needwake = 0;
1033         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1034                 needwake = 1;
1035         bd_speedupreq = 1;
1036         bd_request = 1;
1037         if (needwake)
1038                 wakeup(&bd_request);
1039         mtx_unlock(&bdlock);
1040 }
1041
1042 #ifdef __i386__
1043 #define TRANSIENT_DENOM 5
1044 #else
1045 #define TRANSIENT_DENOM 10
1046 #endif
1047
1048 /*
1049  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1050  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1051  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1052  * being reserved at this time.
1053  */
1054 caddr_t
1055 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1056 {
1057         int tuned_nbuf;
1058         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1059
1060 #ifdef KASAN
1061         /*
1062          * With KASAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for this
1063          * when sizing maps based on the amount of physical memory available.
1064          */
1065         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1066             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1067 #endif
1068
1069         /*
1070          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1071          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1072          */
1073         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1074
1075         maxbcachebuf_adjust();
1076         /*
1077          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1078          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1079          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1080          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1081          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1082          * maxbcache bytes.
1083          *
1084          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1085          */
1086         if (nbuf == 0) {
1087                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1088
1089                 nbuf = 50;
1090                 if (physmem_est > 4096)
1091                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1092                             65536 / factor);
1093                 if (physmem_est > 65536)
1094                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1095                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1096
1097                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1098                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1099                 tuned_nbuf = 1;
1100         } else
1101                 tuned_nbuf = 0;
1102
1103         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1104         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1105         if (nbuf > maxbuf) {
1106                 if (!tuned_nbuf)
1107                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1108                             maxbuf);
1109                 nbuf = maxbuf;
1110         }
1111
1112         /*
1113          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1114          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1115          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1116          *
1117          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1118          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1119          * maximum buffer map extent on the platform.
1120          *
1121          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1122          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1123          * with ample KVA space.
1124          */
1125         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1126                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1127                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1128                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1129                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1130                         /*
1131                          * There is more KVA than memory.  Do not
1132                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1133                          * of maxbuf to transient map.
1134                          */
1135                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1136                 } else {
1137                         /*
1138                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1139                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1140                          * the buffer map to the transient bio map.
1141                          */
1142                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1143                         buf_sz -= biotmap_sz;
1144                 }
1145                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1146                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1147                 else
1148                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1149                 /*
1150                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1151                  * using the transient mapping.
1152                  */
1153                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1154                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1155                 if (tuned_nbuf)
1156                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1157         }
1158
1159         if (nswbuf == 0) {
1160                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1161                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1162                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1163         }
1164
1165         /*
1166          * Reserve space for the buffer cache buffers
1167          */
1168         buf = (char *)v;
1169         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1170             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1171
1172         return (v);
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1177  * references.
1178  */
1179 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1180
1181 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1182 void
1183 bufinit(void)
1184 {
1185         struct buf *bp;
1186         int i;
1187
1188         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1189             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1190             MAXBSIZE));
1191         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1192         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1193         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1194         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1195
1196         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1197
1198         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1199         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1200                 bp = nbufp(i);
1201                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1202                 bp->b_flags = B_INVAL;
1203                 bp->b_rcred = NOCRED;
1204                 bp->b_wcred = NOCRED;
1205                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1206                 bp->b_domain = -1;
1207                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1208                 bp->b_xflags = 0;
1209                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1210                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1211                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1212                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1213         }
1214
1215         /*
1216          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1217          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1218          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1219          * used by most other requests.  The differential is required to 
1220          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1221          *
1222          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1223          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1224          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1225          * PAGE_SIZE.
1226          */
1227         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1228         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1229         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1230         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1231
1232         /*
1233          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1234          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1235          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1236          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1237          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1238          * hirunningspace.
1239          */
1240         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1241             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1242         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1243
1244         /*
1245          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1246          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1247          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1248          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1249          * average (small) directories.
1250          */
1251         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1252
1253         /*
1254          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1255          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1256          */
1257         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1258         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1259         /*
1260          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1261          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1262          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1263          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1264          */
1265         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1266                 hidirtybuffers >>= 1;
1267         }
1268         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1269
1270         /*
1271          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1272          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1273          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1274          * on other cpus.
1275          *
1276          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1277          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1278          */
1279         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1280         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1281         numfreebuffers = nbuf;
1282
1283         /* Setup the kva and free list allocators. */
1284         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1285         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1286             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1287             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1288
1289         /*
1290          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1291          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1292          * concurrency but less accurate LRU.
1293          */
1294         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1295         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1296                 struct bufdomain *bd;
1297
1298                 bd = &bdomain[i];
1299                 bd_init(bd);
1300                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1301                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1302                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1303                 bd->bd_bufspace = 0;
1304                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1305                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1306                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1307                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1308                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1309                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1310                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1311                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1312                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1313                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1314         }
1315         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1316         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1317         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1318         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1319         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1320         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1321         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1322         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1323 }
1324
1325 #ifdef INVARIANTS
1326 static inline void
1327 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1328 {
1329
1330         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1331             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1332         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1333             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1334         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1335             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1336 }
1337
1338 static inline void
1339 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1340 {
1341
1342         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1343             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1344 }
1345
1346 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1347 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1348 #else
1349 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1350 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1351 #endif
1352
1353 static int
1354 isbufbusy(struct buf *bp)
1355 {
1356         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1357             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1358                 return (1);
1359         return (0);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1364  */
1365 void
1366 bufshutdown(int show_busybufs)
1367 {
1368         static int first_buf_printf = 1;
1369         struct buf *bp;
1370         int i, iter, nbusy, pbusy;
1371 #ifndef PREEMPTION
1372         int subiter;
1373 #endif
1374
1375         /*
1376          * Sync filesystems for shutdown
1377          */
1378         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1379         kern_sync(curthread);
1380
1381         /*
1382          * With soft updates, some buffers that are
1383          * written will be remarked as dirty until other
1384          * buffers are written.
1385          */
1386         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1387                 nbusy = 0;
1388                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1389                         bp = nbufp(i);
1390                         if (isbufbusy(bp))
1391                                 nbusy++;
1392                 }
1393                 if (nbusy == 0) {
1394                         if (first_buf_printf)
1395                                 printf("All buffers synced.");
1396                         break;
1397                 }
1398                 if (first_buf_printf) {
1399                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1400                         first_buf_printf = 0;
1401                 }
1402                 printf("%d ", nbusy);
1403                 if (nbusy < pbusy)
1404                         iter = 0;
1405                 pbusy = nbusy;
1406
1407                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1408                 kern_sync(curthread);
1409
1410 #ifdef PREEMPTION
1411                 /*
1412                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1413                  */
1414                 DELAY(50000 * iter);
1415 #else
1416                 /*
1417                  * Context switch several times to allow interrupt
1418                  * threads to run.
1419                  */
1420                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1421                         thread_lock(curthread);
1422                         mi_switch(SW_VOL);
1423                         DELAY(1000);
1424                 }
1425 #endif
1426         }
1427         printf("\n");
1428         /*
1429          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1430          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1431          */
1432         nbusy = 0;
1433         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1434                 bp = nbufp(i);
1435                 if (isbufbusy(bp)) {
1436 #if 0
1437 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1438                         if (bp->b_dev == NULL) {
1439                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1440                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1441                                 continue;
1442                         }
1443 #endif
1444                         nbusy++;
1445                         if (show_busybufs > 0) {
1446                                 printf(
1447             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1448                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1449                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1450                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1451                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1452                                 if (show_busybufs > 1)
1453                                         vn_printf(bp->b_vp,
1454                                             "vnode content: ");
1455                         }
1456                 }
1457         }
1458         if (nbusy) {
1459                 /*
1460                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1461                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1462                  */
1463                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1464                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1465                 swapoff_all();
1466         } else {
1467                 if (!first_buf_printf)
1468                         printf("Final sync complete\n");
1469
1470                 /*
1471                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1472                  * the system as much as possible.  In particular, no
1473                  * I/O should be initiated from top levels since it
1474                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1475                  * erronously handled because other parts of the
1476                  * system are disabled.
1477                  *
1478                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1479                  * non-operational after unmount of the underlying
1480                  * filesystem.
1481                  */
1482                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1483                         swapoff_all();
1484                         vfs_unmountall();
1485                 }
1486         }
1487         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1488 }
1489
1490 static void
1491 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1492 {
1493
1494         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1495
1496         /*
1497          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1498          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1499          */
1500         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1501         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1502         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1503             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1504 }
1505
1506 static inline struct bufdomain *
1507 bufdomain(struct buf *bp)
1508 {
1509
1510         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1511 }
1512
1513 static struct bufqueue *
1514 bufqueue(struct buf *bp)
1515 {
1516
1517         switch (bp->b_qindex) {
1518         case QUEUE_NONE:
1519                 /* FALLTHROUGH */
1520         case QUEUE_SENTINEL:
1521                 return (NULL);
1522         case QUEUE_EMPTY:
1523                 return (&bqempty);
1524         case QUEUE_DIRTY:
1525                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1526         case QUEUE_CLEAN:
1527                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1528         default:
1529                 break;
1530         }
1531         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1536  */
1537 static struct bufqueue *
1538 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1539 {
1540         struct bufqueue *bq, *nbq;
1541
1542         /*
1543          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1544          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1545          * if the queues don't match.
1546          */
1547         bq = bufqueue(bp);
1548         BQ_LOCK(bq);
1549         for (;;) {
1550                 nbq = bufqueue(bp);
1551                 if (bq == nbq)
1552                         break;
1553                 BQ_UNLOCK(bq);
1554                 BQ_LOCK(nbq);
1555                 bq = nbq;
1556         }
1557         return (bq);
1558 }
1559
1560 /*
1561  *      binsfree:
1562  *
1563  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1564  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1565  */
1566 static void
1567 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1568 {
1569         struct bufdomain *bd;
1570         struct bufqueue *bq;
1571
1572         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1573             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1574         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1575
1576         /*
1577          * Handle delayed bremfree() processing.
1578          */
1579         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1580                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1581                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1582                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1583                         BUF_UNLOCK(bp);
1584                         return;
1585                 }
1586                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1587                 bq_remove(bq, bp);
1588                 BQ_UNLOCK(bq);
1589         }
1590         bd = bufdomain(bp);
1591         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1592                 if (bd->bd_lim != 0)
1593                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1594                 else
1595                         bq = bd->bd_cleanq;
1596         } else
1597                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1598         bq_insert(bq, bp, true);
1599 }
1600
1601 /*
1602  * buf_free:
1603  *
1604  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1605  */
1606 static void
1607 buf_free(struct buf *bp)
1608 {
1609
1610         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1611                 bremfreef(bp);
1612         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1613                 panic("losing buffer 1");
1614         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1615                 crfree(bp->b_rcred);
1616                 bp->b_rcred = NOCRED;
1617         }
1618         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1619                 crfree(bp->b_wcred);
1620                 bp->b_wcred = NOCRED;
1621         }
1622         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1623                 buf_deallocate(bp);
1624         bufkva_free(bp);
1625         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1626         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1627         BUF_UNLOCK(bp);
1628         uma_zfree(buf_zone, bp);
1629 }
1630
1631 /*
1632  * buf_import:
1633  *
1634  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1635  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1636  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1637  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1638  */
1639 static int
1640 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1641 {
1642         struct buf *bp;
1643         int i;
1644
1645         BQ_LOCK(&bqempty);
1646         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1647                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1648                 if (bp == NULL)
1649                         break;
1650                 bq_remove(&bqempty, bp);
1651                 store[i] = bp;
1652         }
1653         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1654
1655         return (i);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * buf_release:
1660  *
1661  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1662  */
1663 static void
1664 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1665 {
1666         struct bufqueue *bq;
1667         struct buf *bp;
1668         int i;
1669
1670         bq = &bqempty;
1671         BQ_LOCK(bq);
1672         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1673                 bp = store[i];
1674                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1675                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1676                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1677                 bq->bq_len++;
1678                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1679         }
1680         BQ_UNLOCK(bq);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * buf_alloc:
1685  *
1686  *      Allocate an empty buffer header.
1687  */
1688 static struct buf *
1689 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1690 {
1691         struct buf *bp;
1692         int freebufs, error;
1693
1694         /*
1695          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1696          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1697          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1698          */
1699         bp = NULL;
1700         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1701         if (freebufs > 0)
1702                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1703         if (bp == NULL) {
1704                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1705                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1706                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1707                 return (NULL);
1708         }
1709         /*
1710          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1711          */
1712         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1713                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1714
1715         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1716         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1717             error));
1718         (void)error;
1719
1720         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1721             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1722         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1723             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1724         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1725             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1726         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1727             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1728         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1729         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1730         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1731
1732         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1733         bp->b_flags = 0;
1734         bp->b_ioflags = 0;
1735         bp->b_xflags = 0;
1736         bp->b_vflags = 0;
1737         bp->b_vp = NULL;
1738         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1739         bp->b_offset = NOOFFSET;
1740         bp->b_iodone = 0;
1741         bp->b_error = 0;
1742         bp->b_resid = 0;
1743         bp->b_bcount = 0;
1744         bp->b_npages = 0;
1745         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1746         bp->b_bufobj = NULL;
1747         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1748         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1749         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1750         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1751         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1752
1753         return (bp);
1754 }
1755
1756 /*
1757  *      buf_recycle:
1758  *
1759  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1760  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1761  *      defragmenting.
1762  */
1763 static int
1764 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1765 {
1766         struct bufqueue *bq;
1767         struct buf *bp, *nbp;
1768
1769         if (kva)
1770                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1771         nbp = NULL;
1772         bq = bd->bd_cleanq;
1773         BQ_LOCK(bq);
1774         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1775             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1776         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1777
1778         /*
1779          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1780          * depending.
1781          */
1782         while ((bp = nbp) != NULL) {
1783                 /*
1784                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1785                  * release the bqlock).
1786                  */
1787                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1788
1789                 /*
1790                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1791                  * some kva to reclaim.
1792                  */
1793                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1794                         continue;
1795
1796                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1797                         continue;
1798
1799                 /*
1800                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1801                  * accessed buffers.
1802                  */
1803                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1804                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1805                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1806                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1807                         BUF_UNLOCK(bp);
1808                         continue;
1809                 }
1810
1811                 /*
1812                  * Skip buffers with background writes in progress.
1813                  */
1814                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1815                         BUF_UNLOCK(bp);
1816                         continue;
1817                 }
1818
1819                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1820                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1821                     bp->b_qindex, bp));
1822                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1823                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1824                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1825                 /*
1826                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1827                  * the scan from this point on.
1828                  */
1829                 bq_remove(bq, bp);
1830                 BQ_UNLOCK(bq);
1831
1832                 /*
1833                  * Requeue the background write buffer with error and
1834                  * restart the scan.
1835                  */
1836                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1837                         bqrelse(bp);
1838                         BQ_LOCK(bq);
1839                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1840                         continue;
1841                 }
1842                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1843                 brelse(bp);
1844                 return (0);
1845         }
1846         bd->bd_wanted = 1;
1847         BQ_UNLOCK(bq);
1848
1849         return (ENOBUFS);
1850 }
1851
1852 /*
1853  *      bremfree:
1854  *
1855  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1856  *
1857  */
1858 void
1859 bremfree(struct buf *bp)
1860 {
1861
1862         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1863         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1864             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1865         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1866             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1867         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1868
1869         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1870 }
1871
1872 /*
1873  *      bremfreef:
1874  *
1875  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1876  *      it abuses the b_freelist pointer.
1877  */
1878 void
1879 bremfreef(struct buf *bp)
1880 {
1881         struct bufqueue *bq;
1882
1883         bq = bufqueue_acquire(bp);
1884         bq_remove(bq, bp);
1885         BQ_UNLOCK(bq);
1886 }
1887
1888 static void
1889 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1890 {
1891
1892         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1893         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1894         bq->bq_len = 0;
1895         bq->bq_index = qindex;
1896         bq->bq_subqueue = subqueue;
1897 }
1898
1899 static void
1900 bd_init(struct bufdomain *bd)
1901 {
1902         int i;
1903
1904         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1905         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1906         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1907         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1908                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1909                     "bufq clean subqueue lock");
1910         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1911 }
1912
1913 /*
1914  *      bq_remove:
1915  *
1916  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1917  *      correct qlock held.
1918  */
1919 static void
1920 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1921 {
1922
1923         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1924             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1925         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1926             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1927         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1928             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1929
1930         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1931         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1932                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1933         }
1934         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1935             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1936         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1937         bq->bq_len--;
1938         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1939         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1940 }
1941
1942 static void
1943 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1944 {
1945         struct buf *bp;
1946
1947         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1948         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1949                 BD_LOCK(bd);
1950                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1951                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1952                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1953                             b_freelist);
1954                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1955                 }
1956                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1957                 bq->bq_len = 0;
1958         }
1959         if (bd->bd_wanted) {
1960                 bd->bd_wanted = 0;
1961                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1962         }
1963         if (bq != bd->bd_cleanq)
1964                 BD_UNLOCK(bd);
1965 }
1966
1967 static int
1968 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1969 {
1970         struct bufqueue *bq;
1971         int flushed;
1972         int i;
1973
1974         if (bd->bd_lim == 0)
1975                 return (0);
1976         flushed = 0;
1977         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1978                 bq = &bd->bd_subq[i];
1979                 if (bq->bq_len == 0)
1980                         continue;
1981                 BQ_LOCK(bq);
1982                 bd_flush(bd, bq);
1983                 BQ_UNLOCK(bq);
1984                 flushed++;
1985         }
1986
1987         return (flushed);
1988 }
1989
1990 static void
1991 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1992 {
1993         struct bufdomain *bd;
1994
1995         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1996                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1997
1998         bd = bufdomain(bp);
1999         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2000                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2001                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2002                         bq = bd->bd_cleanq;
2003                 BQ_LOCK(bq);
2004                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2005         } else {
2006                 BQ_LOCK(bq);
2007                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2008         }
2009         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2010         bq->bq_len++;
2011         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2012         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2013
2014         /*
2015          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2016          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2017          */
2018         if (unlock)
2019                 BUF_UNLOCK(bp);
2020
2021         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2022                 /*
2023                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2024                  */
2025                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2026                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2027                         bd_flush(bd, bq);
2028         }
2029         BQ_UNLOCK(bq);
2030 }
2031
2032 /*
2033  *      bufkva_free:
2034  *
2035  *      Free the kva allocation for a buffer.
2036  *
2037  */
2038 static void
2039 bufkva_free(struct buf *bp)
2040 {
2041
2042 #ifdef INVARIANTS
2043         if (bp->b_kvasize == 0) {
2044                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2045                     bp->b_data == unmapped_buf,
2046                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2047         } else if (buf_mapped(bp))
2048                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2049         else
2050                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2051 #endif
2052         if (bp->b_kvasize == 0)
2053                 return;
2054
2055         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2056         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2057         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2058         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2059         bp->b_kvasize = 0;
2060 }
2061
2062 /*
2063  *      bufkva_alloc:
2064  *
2065  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2066  */
2067 static int
2068 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2069 {
2070         vm_offset_t addr;
2071         int error;
2072
2073         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2074             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2075         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2076         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2077             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2078
2079         bufkva_free(bp);
2080
2081         addr = 0;
2082         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2083         if (error != 0) {
2084                 /*
2085                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2086                  * to defragment the map.
2087                  */
2088                 return (error);
2089         }
2090         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2091         bp->b_kvasize = maxsize;
2092         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2093         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2094                 bp->b_data = unmapped_buf;
2095                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2096         } else {
2097                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2098                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2099         }
2100         return (0);
2101 }
2102
2103 /*
2104  *      bufkva_reclaim:
2105  *
2106  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2107  *      callback that fires to avoid returning failure.
2108  */
2109 static void
2110 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2111 {
2112         bool done;
2113         int q;
2114         int i;
2115
2116         done = false;
2117         for (i = 0; i < 5; i++) {
2118                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2119                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2120                                 done = true;
2121                 if (done)
2122                         break;
2123         }
2124         return;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2129  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2130  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2131  */
2132 static void
2133 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2134     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2135 {
2136         struct buf *rabp;
2137         struct thread *td;
2138         int i;
2139
2140         td = curthread;
2141
2142         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2143                 if (inmem(vp, *rablkno))
2144                         continue;
2145                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2146                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2147                         brelse(rabp);
2148                         continue;
2149                 }
2150 #ifdef RACCT
2151                 if (racct_enable) {
2152                         PROC_LOCK(curproc);
2153                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2154                         PROC_UNLOCK(curproc);
2155                 }
2156 #endif /* RACCT */
2157                 td->td_ru.ru_inblock++;
2158                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2159                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2160                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2161                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2162                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2163                 }
2164                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2165                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2166                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2167                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2168                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2169                 BUF_KERNPROC(rabp);
2170                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2171                 bstrategy(rabp);
2172         }
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2177  *
2178  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2179  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2180  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2181  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2182  *
2183  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2184  *
2185  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2186  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2187  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2188  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2189  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2190  * for blkno and dblkno.
2191  */
2192 int
2193 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2194     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2195     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2196 {
2197         struct buf *bp;
2198         struct thread *td;
2199         int error, readwait, rv;
2200
2201         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2202         td = curthread;
2203         /*
2204          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2205          * are specified.
2206          */
2207         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2208         if (error != 0) {
2209                 *bpp = NULL;
2210                 return (error);
2211         }
2212         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2213             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2214             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2215         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2216         *bpp = bp;
2217
2218         /*
2219          * If not found in cache, do some I/O
2220          */
2221         readwait = 0;
2222         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2223 #ifdef RACCT
2224                 if (racct_enable) {
2225                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2226                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2227                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2228                 }
2229 #endif /* RACCT */
2230                 td->td_ru.ru_inblock++;
2231                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2232                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2233                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2234                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2235                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2236                 }
2237                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2238                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2239                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2240                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2241                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2242                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2243                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2244                 bstrategy(bp);
2245                 ++readwait;
2246         }
2247
2248         /*
2249          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2250          */
2251         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2252
2253         rv = 0;
2254         if (readwait) {
2255                 rv = bufwait(bp);
2256                 if (rv != 0) {
2257                         brelse(bp);
2258                         *bpp = NULL;
2259                 }
2260         }
2261         return (rv);
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2266  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2267  * is invalid.
2268  *
2269  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2270  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2271  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2272  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2273  * here.
2274  */
2275 int
2276 bufwrite(struct buf *bp)
2277 {
2278         int oldflags;
2279         struct vnode *vp;
2280         long space;
2281         int vp_md;
2282
2283         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2284         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2285                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2286                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2287                 brelse(bp);
2288                 return (ENXIO);
2289         }
2290         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2291                 brelse(bp);
2292                 return (0);
2293         }
2294
2295         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2296                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2297
2298         oldflags = bp->b_flags;
2299
2300         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2301             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2302
2303         vp = bp->b_vp;
2304         if (vp)
2305                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2306         else
2307                 vp_md = 0;
2308
2309         /*
2310          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2311          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2312          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2313          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2314          */
2315         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2316         bundirty(bp);
2317
2318         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2319         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2320         bp->b_flags |= B_CACHE;
2321         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2322
2323         vfs_busy_pages(bp, 1);
2324
2325         /*
2326          * Normal bwrites pipeline writes
2327          */
2328         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2329         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2330
2331 #ifdef RACCT
2332         if (racct_enable) {
2333                 PROC_LOCK(curproc);
2334                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2335                 PROC_UNLOCK(curproc);
2336         }
2337 #endif /* RACCT */
2338         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2339         if (oldflags & B_ASYNC)
2340                 BUF_KERNPROC(bp);
2341         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2342         buf_track(bp, __func__);
2343         bstrategy(bp);
2344
2345         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2346                 int rtval = bufwait(bp);
2347                 brelse(bp);
2348                 return (rtval);
2349         } else if (space > hirunningspace) {
2350                 /*
2351                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2352                  * system.  We will not deadlock here because
2353                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2354                  * to complete. We do not block here if it is the update
2355                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2356                  * to deadlock.
2357                  */
2358                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2359                         waitrunningbufspace();
2360         }
2361
2362         return (0);
2363 }
2364
2365 void
2366 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2367 {
2368         struct buf *nbp;
2369         struct bufdomain *bd;
2370
2371         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2372         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2373                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2374                 altbufferflushes++;
2375         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2376                 BO_LOCK(bo);
2377                 /*
2378                  * Try to find a buffer to flush.
2379                  */
2380                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2381                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2382                             BUF_LOCK(nbp,
2383                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2384                                 continue;
2385                         if (bp == nbp)
2386                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2387                         BO_UNLOCK(bo);
2388                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2389                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2390                                 BO_LOCK(bo);
2391                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2392                                 continue;
2393                         }
2394                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2395                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2396                         } else {
2397                                 bremfree(nbp);
2398                                 bawrite(nbp);
2399                         }
2400                         dirtybufferflushes++;
2401                         break;
2402                 }
2403                 if (nbp == NULL)
2404                         BO_UNLOCK(bo);
2405         }
2406 }
2407
2408 /*
2409  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2410  * anything if the buffer is marked invalid.
2411  *
2412  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2413  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2414  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2415  * out synchronously.
2416  */
2417 void
2418 bdwrite(struct buf *bp)
2419 {
2420         struct thread *td = curthread;
2421         struct vnode *vp;
2422         struct bufobj *bo;
2423
2424         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2425         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2426         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2427             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2428
2429         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2430                 brelse(bp);
2431                 return;
2432         }
2433
2434         /*
2435          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2436          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2437          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2438          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2439          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2440          */
2441         vp = bp->b_vp;
2442         bo = bp->b_bufobj;
2443         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2444                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2445                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2446                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2447         } else
2448                 recursiveflushes++;
2449
2450         bdirty(bp);
2451         /*
2452          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2453          * true even of NFS now.
2454          */
2455         bp->b_flags |= B_CACHE;
2456
2457         /*
2458          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2459          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2460          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2461          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2462          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2463          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2464          * the bmap then...  So, this is important to do.
2465          */
2466         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2467                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2468         }
2469
2470         buf_track(bp, __func__);
2471
2472         /*
2473          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2474          * pages.
2475          *
2476          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2477          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2478          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2479          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2480          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2481          * or perhaps the cluster will be completed.
2482          */
2483         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2484         bqrelse(bp);
2485
2486         /*
2487          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2488          * due to the softdep code.
2489          */
2490 }
2491
2492 /*
2493  *      bdirty:
2494  *
2495  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2496  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2497  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2498  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2499  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2500  *
2501  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2502  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2503  *      should only be called if the buffer is known-good.
2504  *
2505  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2506  *      count.
2507  *
2508  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2509  */
2510 void
2511 bdirty(struct buf *bp)
2512 {
2513
2514         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2515             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2516         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2517         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2518             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2519         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2520         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2521
2522         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2523                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2524                 reassignbuf(bp);
2525                 bdirtyadd(bp);
2526         }
2527 }
2528
2529 /*
2530  *      bundirty:
2531  *
2532  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2533  *
2534  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2535  *      count.
2536  *
2537  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2538  */
2539
2540 void
2541 bundirty(struct buf *bp)
2542 {
2543
2544         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2545         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2546         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2547             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2548
2549         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2550                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2551                 reassignbuf(bp);
2552                 bdirtysub(bp);
2553         }
2554         /*
2555          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2556          */
2557         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2558 }
2559
2560 /*
2561  *      bawrite:
2562  *
2563  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2564  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2565  *
2566  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2567  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2568  */
2569 void
2570 bawrite(struct buf *bp)
2571 {
2572
2573         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2574         (void) bwrite(bp);
2575 }
2576
2577 /*
2578  *      babarrierwrite:
2579  *
2580  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2581  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2582  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2583  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2584  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2585  */
2586 void
2587 babarrierwrite(struct buf *bp)
2588 {
2589
2590         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2591         (void) bwrite(bp);
2592 }
2593
2594 /*
2595  *      bbarrierwrite:
2596  *
2597  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2598  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2599  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2600  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2601  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2602  */
2603 int
2604 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2605 {
2606
2607         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2608         return (bwrite(bp));
2609 }
2610
2611 /*
2612  *      bwillwrite:
2613  *
2614  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2615  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2616  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2617  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2618  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2619  */
2620 void
2621 bwillwrite(void)
2622 {
2623
2624         if (buf_dirty_count_severe()) {
2625                 mtx_lock(&bdirtylock);
2626                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2627                         bdirtywait = 1;
2628                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2629                             "flswai", 0);
2630                 }
2631                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2632         }
2633 }
2634
2635 /*
2636  * Return true if we have too many dirty buffers.
2637  */
2638 int
2639 buf_dirty_count_severe(void)
2640 {
2641
2642         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2643 }
2644
2645 /*
2646  *      brelse:
2647  *
2648  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2649  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2650  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2651  */
2652 void
2653 brelse(struct buf *bp)
2654 {
2655         struct mount *v_mnt;
2656         int qindex;
2657
2658         /*
2659          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2660          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2661          */
2662         if (bp == NULL)
2663                 return;
2664         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2665             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2666         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2667             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2668         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2669             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2670
2671         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2672                 /*
2673                  * Do not process, in particular, do not handle the
2674                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2675                  */
2676                 BUF_UNLOCK(bp);
2677                 return;
2678         }
2679
2680         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2681                 bqrelse(bp);
2682                 return;
2683         }
2684
2685         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2686                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2687         } else {
2688                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2689                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2690         }
2691
2692         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2693                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2694                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2695                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2696                 bdirty(bp);
2697         }
2698
2699         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2700             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2701                 /*
2702                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2703                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2704                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2705                  * freed.
2706                  */
2707                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2708                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2709         }
2710
2711         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2712             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2713             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2714                 /*
2715                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2716                  * means the device is gone) are treated as being
2717                  * transient.
2718                  *
2719                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2720                  * contract with the local storage device drivers is that
2721                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2722                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2723                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2724                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2725                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2726                  * this entire case should be made obsolete through better
2727                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2728                  *
2729                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2730                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2731                  * to access the buffer to untangle them.
2732                  *
2733                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2734                  */
2735                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2736                 bdirty(bp);
2737         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2738             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2739                 /*
2740                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2741                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2742                  * no longer present.
2743                  */
2744                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2745                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2746                         buf_deallocate(bp);
2747                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2748                         bdirtysub(bp);
2749                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2750                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2751                         allocbuf(bp, 0);
2752                         if (bp->b_vp)
2753                                 brelvp(bp);
2754                 }
2755         }
2756
2757         /*
2758          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2759          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2760          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2761          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2762          * 
2763          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2764          * if B_DELWRI is set.
2765          */
2766         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2767                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2768
2769         /*
2770          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2771          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2772          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2773          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2774          *
2775          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2776          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2777          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2778          *
2779          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2780          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2781          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2782          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2783          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2784          * background write.
2785          */
2786
2787         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2788
2789         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2790             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2791             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2792             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2793                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2794                 allocbuf(bp, 0);
2795         }
2796
2797         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2798             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2799                 allocbuf(bp, 0);
2800                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2801                 if (bp->b_vp != NULL)
2802                         brelvp(bp);
2803         }
2804
2805         /*
2806          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2807          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2808          * doesn't find it.
2809          */
2810         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2811             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2812                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2813         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2814                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2815                         bundirty(bp);
2816                 if (bp->b_vp)
2817                         brelvp(bp);
2818         }
2819
2820         buf_track(bp, __func__);
2821
2822         /* buffers with no memory */
2823         if (bp->b_bufsize == 0) {
2824                 buf_free(bp);
2825                 return;
2826         }
2827         /* buffers with junk contents */
2828         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2829             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2830                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2831                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2832                         panic("losing buffer 2");
2833                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2834                 bp->b_flags |= B_AGE;
2835         /* remaining buffers */
2836         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2837                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2838         else
2839                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2840
2841         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2842                 panic("brelse: not dirty");
2843
2844         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2845         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2846         /* binsfree unlocks bp. */
2847         binsfree(bp, qindex);
2848 }
2849
2850 /*
2851  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2852  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2853  *
2854  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2855  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2856  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2857  * again soon.
2858  *
2859  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2860  */
2861 void
2862 bqrelse(struct buf *bp)
2863 {
2864         int qindex;
2865
2866         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2867         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2868             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2869
2870         qindex = QUEUE_NONE;
2871         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2872                 /* do not release to free list */
2873                 BUF_UNLOCK(bp);
2874                 return;
2875         }
2876         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2877         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2878
2879         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2880                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2881         } else {
2882                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2883                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2884         }
2885
2886         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2887                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2888                         bremfreef(bp);
2889                 goto out;
2890         }
2891
2892         /* buffers with stale but valid contents */
2893         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2894             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2895                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2896                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2897                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2898                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2899         } else {
2900                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2901                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2902                         panic("bqrelse: not dirty");
2903                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2904                         brelse(bp);
2905                         return;
2906                 }
2907                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2908         }
2909         buf_track(bp, __func__);
2910         /* binsfree unlocks bp. */
2911         binsfree(bp, qindex);
2912         return;
2913
2914 out:
2915         buf_track(bp, __func__);
2916         /* unlock */
2917         BUF_UNLOCK(bp);
2918 }
2919
2920 /*
2921  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2922  * restore bogus pages.
2923  */
2924 static void
2925 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2926 {
2927         vm_ooffset_t foff;
2928         vm_page_t m;
2929         vm_object_t obj;
2930         struct vnode *vp __unused;
2931         int i, iosize, resid;
2932         bool bogus;
2933
2934         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2935         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2936             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2937             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2938
2939         vp = bp->b_vp;
2940         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2941         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2942
2943         foff = bp->b_offset;
2944         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2945             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2946
2947         bogus = false;
2948         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2949         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2950                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2951                 if (resid > iosize)
2952                         resid = iosize;
2953
2954                 /*
2955                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2956                  */
2957                 m = bp->b_pages[i];
2958                 if (m == bogus_page) {
2959                         bogus = true;
2960                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2961                         if (m == NULL)
2962                                 panic("biodone: page disappeared!");
2963                         bp->b_pages[i] = m;
2964                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2965                         /*
2966                          * In the write case, the valid and clean bits are
2967                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2968                          * only need to do this here in the read case.
2969                          */
2970                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2971                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2972                             "has unexpected dirty bits", m));
2973                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2974                 }
2975                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2976                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2977                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2978
2979                 vm_page_sunbusy(m);
2980                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2981                 iosize -= resid;
2982         }
2983         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2984         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2985                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2986                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2987                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2988         }
2989 }
2990
2991 /*
2992  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2993  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2994  */
2995 static void
2996 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2997 {
2998         vm_object_t obj;
2999         vm_page_t m;
3000         int flags, i, resid, poffset, presid;
3001
3002         if (buf_mapped(bp)) {
3003                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3004                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3005         } else
3006                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3007         /*
3008          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3009          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3010          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3011          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3012          *
3013          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3014          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3015          * m->dirty, etc...). 
3016          *
3017          * See man buf(9) for more information
3018          */
3019         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3020         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3021         resid = bp->b_bufsize;
3022         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3023         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3024         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3025                 m = bp->b_pages[i];
3026                 if (m == bogus_page)
3027                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3028                 bp->b_pages[i] = NULL;
3029
3030                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3031                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3032                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3033                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3034                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3035                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3036                 vm_page_sunbusy(m);
3037                 vm_page_release_locked(m, flags);
3038                 resid -= presid;
3039                 poffset = 0;
3040         }
3041         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3042         bp->b_npages = 0;
3043 }
3044
3045 /*
3046  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3047  */
3048 static void
3049 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3050 {
3051         vm_object_t obj;
3052         vm_page_t m;
3053         int flags, i;
3054
3055         if (bp->b_npages == desiredpages)
3056                 return;
3057
3058         if (buf_mapped(bp)) {
3059                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3060                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3061                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3062         } else
3063                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3064
3065         /*
3066          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3067          */
3068         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3069         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3070                 flags |= VPR_TRYFREE;
3071                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3072                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3073         } else {
3074                 obj = NULL;
3075         }
3076         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3077                 m = bp->b_pages[i];
3078                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3079                 bp->b_pages[i] = NULL;
3080                 if (obj != NULL)
3081                         vm_page_release_locked(m, flags);
3082                 else
3083                         vm_page_release(m, flags);
3084         }
3085         if (obj != NULL)
3086                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3087         bp->b_npages = desiredpages;
3088 }
3089
3090 /*
3091  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3092  */
3093 static void
3094 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3095 {
3096         /*
3097          * We are growing the buffer, possibly in a 
3098          * byte-granular fashion.
3099          */
3100         vm_object_t obj;
3101         vm_offset_t toff;
3102         vm_offset_t tinc;
3103         vm_page_t m;
3104
3105         /*
3106          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3107          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3108          * are not valid for the range covered by the buffer.
3109          */
3110         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3111         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3112                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3113                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3114                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3115
3116                 /*
3117                  * We must allocate system pages since blocking
3118                  * here could interfere with paging I/O, no
3119                  * matter which process we are.
3120                  *
3121                  * Only exclusive busy can be tested here.
3122                  * Blocking on shared busy might lead to
3123                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3124                  * pages are vfs_busy_pages().
3125                  */
3126                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3127                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3128                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3129                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3130                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3131                 bp->b_npages = desiredpages;
3132         }
3133
3134         /*
3135          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3136          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3137          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3138          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3139          * aligned range ( newbsize ).
3140          *
3141          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3142          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3143          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3144          * fails with NFS if the server or some other client
3145          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3146          * B_CACHE may remain set! XXX
3147          */
3148         toff = bp->b_bcount;
3149         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3150         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3151                 vm_pindex_t pi;
3152
3153                 if (tinc > (size - toff))
3154                         tinc = size - toff;
3155                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3156                 m = bp->b_pages[pi];
3157                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3158                 toff += tinc;
3159                 tinc = PAGE_SIZE;
3160         }
3161
3162         /*
3163          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3164          */
3165         if (buf_mapped(bp))
3166                 bpmap_qenter(bp);
3167         else
3168                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3169 }
3170
3171 /*
3172  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3173  * write.
3174  */
3175 static int
3176 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3177 {
3178         struct buf *bpa;
3179         int match;
3180
3181         match = 0;
3182
3183         /* If the buf isn't in core skip it */
3184         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3185                 return (0);
3186
3187         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3188         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3189                 return (0);
3190
3191         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3192         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3193             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3194                 goto done;
3195
3196         if (bpa->b_bufsize != size)
3197                 goto done;
3198
3199         /*
3200          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3201          * block has been mapped.
3202          */
3203         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3204                 match = 1;
3205 done:
3206         BUF_UNLOCK(bpa);
3207         return (match);
3208 }
3209
3210 /*
3211  *      vfs_bio_awrite:
3212  *
3213  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3214  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3215  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3216  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3217  */
3218 int
3219 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3220 {
3221         struct bufobj *bo;
3222         int i;
3223         int j;
3224         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3225         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3226         int ncl;
3227         int nwritten;
3228         int size;
3229         int maxcl;
3230         int gbflags;
3231
3232         bo = &vp->v_bufobj;
3233         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3234         /*
3235          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3236          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3237          * rather then at the beginning.
3238          */
3239         if ((vp->v_type == VREG) && 
3240             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3241             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3242                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3243                 maxcl = maxphys / size;
3244
3245                 BO_RLOCK(bo);
3246                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3247                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3248                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3249                                 break;
3250
3251                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3252                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3253                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3254                                 break;
3255                 BO_RUNLOCK(bo);
3256                 --j;
3257                 ncl = i + j;
3258                 /*
3259                  * this is a possible cluster write
3260                  */
3261                 if (ncl != 1) {
3262                         BUF_UNLOCK(bp);
3263                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3264                             gbflags);
3265                         return (nwritten);
3266                 }
3267         }
3268         bremfree(bp);
3269         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3270         /*
3271          * default (old) behavior, writing out only one block
3272          *
3273          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3274          */
3275         nwritten = bp->b_bufsize;
3276         (void) bwrite(bp);
3277
3278         return (nwritten);
3279 }
3280
3281 /*
3282  *      getnewbuf_kva:
3283  *
3284  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3285  */
3286 static int
3287 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3288 {
3289
3290         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3291                 /*
3292                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3293                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3294                  */
3295                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3296
3297                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3298                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3299                         return (ENOSPC);
3300         }
3301         return (0);
3302 }
3303
3304 /*
3305  *      getnewbuf:
3306  *
3307  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3308  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3309  *
3310  *      We block if:
3311  *              We have insufficient buffer headers
3312  *              We have insufficient buffer space
3313  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3314  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3315  *
3316  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3317  *      allocbuf() is called.
3318  */
3319 static struct buf *
3320 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3321 {
3322         struct bufdomain *bd;
3323         struct buf *bp;
3324         bool metadata, reserved;
3325
3326         bp = NULL;
3327         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3328             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3329         if (!unmapped_buf_allowed)
3330                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3331
3332         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3333             vp->v_type == VCHR)
3334                 metadata = true;
3335         else
3336                 metadata = false;
3337         if (vp == NULL)
3338                 bd = &bdomain[0];
3339         else
3340                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3341
3342         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3343         reserved = false;
3344         do {
3345                 if (reserved == false &&
3346                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3347                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3348                         continue;
3349                 }
3350                 reserved = true;
3351                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3352                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3353                         continue;
3354                 }
3355                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3356                         return (bp);
3357                 break;
3358         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3359
3360         if (reserved)
3361                 bufspace_release(bd, maxsize);
3362         if (bp != NULL) {
3363                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3364                 brelse(bp);
3365         }
3366         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3367
3368         return (NULL);
3369 }
3370
3371 /*
3372  *      buf_daemon:
3373  *
3374  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3375  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3376  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3377  */
3378 static struct kproc_desc buf_kp = {
3379         "bufdaemon",
3380         buf_daemon,
3381         &bufdaemonproc
3382 };
3383 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3384
3385 static int
3386 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3387 {
3388         int flushed;
3389
3390         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3391         if (flushed == 0) {
3392                 /*
3393                  * Could not find any buffers without rollback
3394                  * dependencies, so just write the first one
3395                  * in the hopes of eventually making progress.
3396                  */
3397                 if (vp != NULL && target > 2)
3398                         target /= 2;
3399                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3400         }
3401         return (flushed);
3402 }
3403
3404 static void
3405 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3406 {
3407         int error;
3408
3409         if (KERNEL_PANICKED())
3410                 return;
3411
3412         mtx_lock(&bdlock);
3413         bd_shutdown = true;
3414         wakeup(&bd_request);
3415         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3416             60 * hz);
3417         mtx_unlock(&bdlock);
3418         if (error != 0)
3419                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3420 }
3421
3422 static void
3423 buf_daemon(void)
3424 {
3425         struct bufdomain *bd;
3426         int speedupreq;
3427         int lodirty;
3428         int i;
3429
3430         /*
3431          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3432          */
3433         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3434             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3435
3436         /*
3437          * Start the buf clean daemons as children threads.
3438          */
3439         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3440                 int error;
3441
3442                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3443                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3444                 if (error)
3445                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3446         }
3447
3448         /*
3449          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3450          */
3451         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3452         mtx_lock(&bdlock);
3453         while (!bd_shutdown) {
3454                 bd_request = 0;
3455                 mtx_unlock(&bdlock);
3456
3457                 /*
3458                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3459                  * requests.
3460                  */
3461                 speedupreq = bd_speedupreq;
3462                 bd_speedupreq = 0;
3463
3464                 /*
3465                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3466                  * the speedup request.
3467                  */
3468                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3469                         bd = &bdomain[i];
3470                         if (speedupreq)
3471                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3472                         else
3473                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3474                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3475                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3476                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3477                                         break;
3478                                 kern_yield(PRI_USER);
3479                         }
3480                 }
3481
3482                 /*
3483                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3484                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3485                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3486                  * built up, within reason.
3487                  *
3488                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3489                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3490                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3491                  */
3492                 mtx_lock(&bdlock);
3493                 if (bd_shutdown)
3494                         break;
3495                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3496                         /*
3497                          * We reached our low water mark, reset the
3498                          * request and sleep until we are needed again.
3499                          * The sleep is just so the suspend code works.
3500                          */
3501                         bd_request = 0;
3502                         /*
3503                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3504                          * changed via sysctl and the explicit transition
3505                          * out of shortfall was missed.
3506                          */
3507                         bdirtywakeup();
3508                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3509                                 runningwakeup();
3510                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3511                 } else {
3512                         /*
3513                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3514                          * still have too many dirty buffers, we
3515                          * have to sleep and try again.  (rare)
3516                          */
3517                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3518                 }
3519         }
3520         wakeup(&bd_shutdown);
3521         mtx_unlock(&bdlock);
3522         kthread_exit();
3523 }
3524
3525 /*
3526  *      flushbufqueues:
3527  *
3528  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3529  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3530  *      particularly sensitive to.
3531  */
3532 static int flushwithdeps = 0;
3533 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3534     &flushwithdeps, 0,
3535     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3536
3537 static int
3538 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3539     int flushdeps)
3540 {
3541         struct bufqueue *bq;
3542         struct buf *sentinel;
3543         struct vnode *vp;
3544         struct mount *mp;
3545         struct buf *bp;
3546         int hasdeps;
3547         int flushed;
3548         int error;
3549         bool unlock;
3550
3551         flushed = 0;
3552         bq = &bd->bd_dirtyq;
3553         bp = NULL;
3554         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3555         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3556         BQ_LOCK(bq);
3557         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3558         BQ_UNLOCK(bq);
3559         while (flushed != target) {
3560                 maybe_yield();
3561                 BQ_LOCK(bq);
3562                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3563                 if (bp != NULL) {
3564                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3565                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3566                             b_freelist);
3567                 } else {
3568                         BQ_UNLOCK(bq);
3569                         break;
3570                 }
3571                 /*
3572                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3573                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3574                  *
3575                  * Only flush the buffers that belong to the
3576                  * vnode locked by the curthread.
3577                  */
3578                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3579                     bp->b_vp != lvp)) {
3580                         BQ_UNLOCK(bq);
3581                         continue;
3582                 }
3583                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3584                 BQ_UNLOCK(bq);
3585                 if (error != 0)
3586                         continue;
3587
3588                 /*
3589                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3590                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3591                  */
3592                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3593                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3594                         BUF_UNLOCK(bp);
3595                         continue;
3596                 }
3597                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3598                         bremfreef(bp);
3599                         brelse(bp);
3600                         flushed++;
3601                         continue;
3602                 }
3603
3604                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3605                         if (flushdeps == 0) {
3606                                 BUF_UNLOCK(bp);
3607                                 continue;
3608                         }
3609                         hasdeps = 1;
3610                 } else
3611                         hasdeps = 0;
3612                 /*
3613                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3614                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3615                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3616                  * system.
3617                  *
3618                  * The lock order here is the reverse of the normal
3619                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3620                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3621                  */
3622                 vp = bp->b_vp;
3623                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3624                         BUF_UNLOCK(bp);
3625                         continue;
3626                 }
3627                 if (lvp == NULL) {
3628                         unlock = true;
3629                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3630                 } else {
3631                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3632                         unlock = false;
3633                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3634                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3635                 }
3636                 if (error == 0) {
3637                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3638                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3639                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3640                                 vfs_bio_awrite(bp);
3641                         } else {
3642                                 bremfree(bp);
3643                                 bwrite(bp);
3644                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3645                         }
3646                         vn_finished_write(mp);
3647                         if (unlock)
3648                                 VOP_UNLOCK(vp);
3649                         flushwithdeps += hasdeps;
3650                         flushed++;
3651
3652                         /*
3653                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3654                          * vnode lock leads to deadlock.
3655                          */
3656                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3657                             runningbufspace > hirunningspace)
3658                                 waitrunningbufspace();
3659                         continue;
3660                 }
3661                 vn_finished_write(mp);
3662                 BUF_UNLOCK(bp);
3663         }
3664         BQ_LOCK(bq);
3665         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3666         BQ_UNLOCK(bq);
3667         free(sentinel, M_TEMP);
3668         return (flushed);
3669 }
3670
3671 /*
3672  * Check to see if a block is currently memory resident.
3673  */
3674 struct buf *
3675 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3676 {
3677         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3678 }
3679
3680 /*
3681  * Returns true if no I/O is needed to access the
3682  * associated VM object.  This is like incore except
3683  * it also hunts around in the VM system for the data.
3684  */
3685 bool
3686 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3687 {
3688         vm_object_t obj;
3689         vm_offset_t toff, tinc, size;
3690         vm_page_t m, n;
3691         vm_ooffset_t off;
3692         int valid;
3693
3694         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3695
3696         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3697                 return (true);
3698         if (vp->v_mount == NULL)
3699                 return (false);
3700         obj = vp->v_object;
3701         if (obj == NULL)
3702                 return (false);
3703
3704         size = PAGE_SIZE;
3705         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3706                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3707         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3708
3709         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3710                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3711 recheck:
3712                 if (m == NULL)
3713                         return (false);
3714
3715                 tinc = size;
3716                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3717                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3718                 /*
3719                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3720                  * during the check.
3721                  */
3722                 valid = vm_page_is_valid(m,
3723                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3724                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3725                 if (m != n) {
3726                         m = n;
3727                         goto recheck;
3728                 }
3729                 if (!valid)
3730                         return (false);
3731         }
3732         return (true);
3733 }
3734
3735 /*
3736  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3737  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3738  * to the size of the buffer.
3739  *
3740  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3741  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3742  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3743  *
3744  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3745  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3746  */
3747 static void
3748 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3749 {
3750         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3751         vm_page_t m;
3752         int i;
3753
3754         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3755                 return;
3756
3757         foff = bp->b_offset;
3758         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3759             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3760
3761         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3762         vfs_setdirty_range(bp);
3763         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3764                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3765                 eoff = noff;
3766                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3767                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3768                 m = bp->b_pages[i];
3769                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3770                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3771                 foff = noff;
3772         }
3773         vfs_busy_pages_release(bp);
3774 }
3775
3776 static void
3777 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3778 {
3779         vm_offset_t boffset;
3780         vm_offset_t eoffset;
3781         int i;
3782
3783         /*
3784          * test the pages to see if they have been modified directly
3785          * by users through the VM system.
3786          */
3787         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3788                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3789
3790         /*
3791          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3792          * (eoffset - boffset) bytes.
3793          */
3794
3795         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3796                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3797                         break;
3798         }
3799         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3800
3801         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3802                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3803                         break;
3804                 }
3805         }
3806         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3807
3808         /*
3809          * Fit it to the buffer.
3810          */
3811
3812         if (eoffset > bp->b_bcount)
3813                 eoffset = bp->b_bcount;
3814
3815         /*
3816          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3817          * dirty range.
3818          */
3819
3820         if (boffset < eoffset) {
3821                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3822                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3823                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3824                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3825         }
3826 }
3827
3828 /*
3829  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3830  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3831  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3832  */
3833 static void
3834 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3835 {
3836         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3837         off_t offset;
3838
3839         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3840             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3841         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3842             bp->b_data == unmapped_buf &&
3843             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3844         if (!need_mapping && !need_kva)
3845                 return;
3846
3847         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3848
3849         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3850                 /*
3851                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3852                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3853                  * allocated space.
3854                  */
3855                 goto has_addr;
3856         }
3857
3858         /*
3859          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3860          * if the buffer was mapped.
3861          */
3862         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3863         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3864         offset = blkno * bsize;
3865         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3866         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3867
3868         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3869                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3870                         /*
3871                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3872                          * succeed, not sure what else to do.
3873                          */
3874                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3875                 }
3876                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3877                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3878         }
3879 has_addr:
3880         if (need_mapping) {
3881                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3882                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3883                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3884                 bpmap_qenter(bp);
3885         }
3886 }
3887
3888 struct buf *
3889 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3890     int flags)
3891 {
3892         struct buf *bp;
3893         int error;
3894
3895         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3896         if (error != 0)
3897                 return (NULL);
3898         return (bp);
3899 }
3900
3901 /*
3902  *      getblkx:
3903  *
3904  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3905  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3906  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3907  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3908  *      READ.
3909  *
3910  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3911  *      an existing buffer.
3912  *
3913  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3914  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3915  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3916  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3917  *
3918  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3919  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3920  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3921  *      backing VM.
3922  *
3923  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3924  *      B_CACHE bit is clear.
3925  *
3926  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3927  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3928  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3929  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3930  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3931  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3932  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3933  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3934  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3935  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3936  *
3937  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3938  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3939  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3940  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3941  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3942  *      for blkno and dblkno.
3943  */
3944 int
3945 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3946     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3947 {
3948         struct buf *bp;
3949         struct bufobj *bo;
3950         daddr_t d_blkno;
3951         int bsize, error, maxsize, vmio;
3952         off_t offset;
3953
3954         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3955         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3956             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3957         if (vp->v_type != VCHR)
3958                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3959         if (size > maxbcachebuf)
3960                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3961                     maxbcachebuf);
3962         if (!unmapped_buf_allowed)
3963                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3964
3965         bo = &vp->v_bufobj;
3966         d_blkno = dblkno;
3967
3968         /* Attempt lockless lookup first. */
3969         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3970         if (bp == NULL)
3971                 goto newbuf_unlocked;
3972
3973         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3974             0);
3975         if (error != 0)
3976                 goto loop;
3977
3978         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3979         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3980                 goto foundbuf_fastpath;
3981
3982         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3983         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3984
3985 loop:
3986         BO_RLOCK(bo);
3987         bp = gbincore(bo, blkno);
3988         if (bp != NULL) {
3989                 int lockflags;
3990
3991                 /*
3992                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3993                  * it must be on a queue.
3994                  */
3995                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
3996                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
3997 #ifdef WITNESS
3998                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
3999 #endif
4000
4001                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4002                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4003
4004                 /*
4005                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4006                  * the buffer changed identities.
4007                  */
4008                 if (error == ENOLCK)
4009                         goto loop;
4010                 /* We timed out or were interrupted. */
4011                 else if (error != 0)
4012                         return (error);
4013
4014 foundbuf_fastpath:
4015                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4016                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4017                         goto end;
4018
4019                 /*
4020                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4021                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4022                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4023                  * backing VM cache.
4024                  */
4025                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4026                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4027                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4028                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4029                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4030                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4031                 else
4032                         bremfree(bp);
4033
4034                 /*
4035                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4036                  */
4037                 if (bp->b_bcount != size) {
4038                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4039                             (size > bp->b_kvasize)) {
4040                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4041                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4042                                         bwrite(bp);
4043                                 } else {
4044                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4045                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4046                                                 brelse(bp);
4047                                         } else {
4048                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4049                                                 bwrite(bp);
4050                                         }
4051                                 }
4052                                 goto loop;
4053                         }
4054                 }
4055
4056                 /*
4057                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4058                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4059                  * reservation is requested.
4060                  */
4061                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4062
4063                 /*
4064                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4065                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4066                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4067                  * unchanged from its previous state.
4068                  */
4069                 allocbuf(bp, size);
4070
4071                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4072                     ("getblk: no buffer offset"));
4073
4074                 /*
4075                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4076                  * be committed before we can return the buffer in
4077                  * order to prevent the caller from issuing a read
4078                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4079                  * it.
4080                  *
4081                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4082                  * operate properly either because they assume they
4083                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4084                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4085                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4086                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4087                  * preventing further loops.
4088                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4089                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4090                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4091                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4092                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4093                  * after the write.
4094                  *
4095                  * We might be able to do something fancy, like setting
4096                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4097                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4098                  * confusing.  This is much easier.
4099                  */
4100
4101                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4102                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4103                         bwrite(bp);
4104                         goto loop;
4105                 }
4106                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4107         } else {
4108                 /*
4109                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4110                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4111                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4112                  */
4113                 BO_RUNLOCK(bo);
4114 newbuf_unlocked:
4115                 /*
4116                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4117                  * here.
4118                  */
4119                 if (flags & GB_NOCREAT)
4120                         return (EEXIST);
4121
4122                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4123                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4124                 offset = blkno * bsize;
4125                 vmio = vp->v_object != NULL;
4126                 if (vmio) {
4127                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4128                 } else {
4129                         maxsize = size;
4130                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4131                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4132                 }
4133                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4134                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4135                     !vn_isdisk(vp)) {
4136                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4137                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4138                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4139                             vp));
4140                         if (error != 0)
4141                                 return (error);
4142                         if (d_blkno == -1)
4143                                 return (EJUSTRETURN);
4144                 }
4145
4146                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4147                 if (bp == NULL) {
4148                         if (slpflag || slptimeo)
4149                                 return (ETIMEDOUT);
4150                         /*
4151                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4152                          * enough to work under very low memory conditions.
4153                          *
4154                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4155                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4156                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4157                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4158                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4159                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4160                          * This never happens because we never yield.
4161                          *
4162                          * The real solution is to identify and fix these cases
4163                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4164                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4165                          */
4166                         kern_yield(PRI_USER);
4167                         goto loop;
4168                 }
4169
4170                 /*
4171                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4172                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4173                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4174                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4175                  * throw away the one we just created.
4176                  *
4177                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4178                  * with the vp especially considering limitations in
4179                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4180                  * lblkno's.
4181                  */
4182                 BO_LOCK(bo);
4183                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4184                         BO_UNLOCK(bo);
4185                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4186                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4187                         brelse(bp);
4188                         goto loop;
4189                 }
4190
4191                 /*
4192                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4193                  * be found by incore.
4194                  */
4195                 bp->b_lblkno = blkno;
4196                 bp->b_blkno = d_blkno;
4197                 bp->b_offset = offset;
4198                 bgetvp(vp, bp);
4199                 BO_UNLOCK(bo);
4200
4201                 /*
4202                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4203                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4204                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4205                  * backing store for validity.
4206                  */
4207
4208                 if (vmio) {
4209                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4210                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4211                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4212                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4213                 } else {
4214                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4215                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4216                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4217                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4218                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4219                 }
4220
4221                 allocbuf(bp, size);
4222                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4223                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4224         }
4225         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4226 end:
4227         buf_track(bp, __func__);
4228         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4229             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4230         *bpp = bp;
4231         return (0);
4232 }
4233
4234 /*
4235  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4236  * set to B_INVAL.
4237  */
4238 struct buf *
4239 geteblk(int size, int flags)
4240 {
4241         struct buf *bp;
4242         int maxsize;
4243
4244         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4245         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4246                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4247                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4248                         return (NULL);
4249         }
4250         allocbuf(bp, size);
4251         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4252         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4253         return (bp);
4254 }
4255
4256 /*
4257  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4258  */
4259 static void
4260 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4261 {
4262
4263         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4264                 /*
4265                  * malloced buffers are not shrunk
4266                  */
4267                 if (newbsize == 0) {
4268                         bufmallocadjust(bp, 0);
4269                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4270                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4271                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4272                 }
4273                 return;
4274         }
4275         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4276         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4277 }
4278
4279 /*
4280  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4281  */
4282 static void
4283 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4284 {
4285         caddr_t origbuf;
4286         int origbufsize;
4287
4288         /*
4289          * We only use malloced memory on the first allocation.
4290          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4291          * grows.
4292          *
4293          * There is a potential smp race here that could lead
4294          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4295          * is probably extremely rare and not worth worrying
4296          * over.
4297          */
4298         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4299             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4300                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4301                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4302                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4303                 return;
4304         }
4305
4306         /*
4307          * If the buffer is growing on its other-than-first
4308          * allocation then we revert to the page-allocation
4309          * scheme.
4310          */
4311         origbuf = NULL;
4312         origbufsize = 0;
4313         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4314                 origbuf = bp->b_data;
4315                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4316                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4317                 bufmallocadjust(bp, 0);
4318                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4319                 newbsize = round_page(newbsize);
4320         }
4321         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4322             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4323         if (origbuf != NULL) {
4324                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4325                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4326         }
4327         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4328 }
4329
4330 /*
4331  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4332  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4333  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4334  * resize a buffer up or down.
4335  *
4336  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4337  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4338  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4339  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4340  *
4341  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4342  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4343  */
4344 int
4345 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4346 {
4347         int newbsize;
4348
4349         if (bp->b_bcount == size)
4350                 return (1);
4351
4352         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4353             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4354             bp, bp->b_kvasize, size));
4355
4356         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4357         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4358                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4359                         newbsize = round_page(newbsize);
4360                 /*
4361                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4362                  * mess with B_CACHE.
4363                  */
4364                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4365                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4366                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4367                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4368         } else {
4369                 int desiredpages;
4370
4371                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4372                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4373
4374                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4375                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4376
4377                 /*
4378                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4379                  * 0-length.
4380                  */
4381                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4382                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4383
4384                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4385                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4386                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4387                 else if (size > bp->b_bcount)
4388                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4389                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4390         }
4391         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4392         return (1);
4393 }
4394
4395 extern int inflight_transient_maps;
4396
4397 static struct bio_queue nondump_bios;
4398
4399 void
4400 biodone(struct bio *bp)
4401 {
4402         struct mtx *mtxp;
4403         void (*done)(struct bio *);
4404         vm_offset_t start, end;
4405
4406         biotrack(bp, __func__);
4407
4408         /*
4409          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4410          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4411          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4412          * to keep the system usable after it has been resumed.
4413          */
4414         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4415                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4416                 return;
4417         }
4418         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4419                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4420                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4421                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4422                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4423                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4424                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4425                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4426                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4427         }
4428         done = bp->bio_done;
4429         if (done == NULL) {
4430                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4431                 mtx_lock(mtxp);
4432                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4433                 wakeup(bp);
4434                 mtx_unlock(mtxp);
4435         } else
4436                 done(bp);
4437 }
4438
4439 /*
4440  * Wait for a BIO to finish.
4441  */
4442 int
4443 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4444 {
4445         struct mtx *mtxp;
4446
4447         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4448         mtx_lock(mtxp);
4449         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4450                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4451         mtx_unlock(mtxp);
4452         if (bp->bio_error != 0)
4453                 return (bp->bio_error);
4454         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4455                 return (0);
4456         return (EIO);
4457 }
4458
4459 void
4460 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4461 {
4462
4463         if (error) {
4464                 bp->bio_error = error;
4465                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4466         }
4467         if (stat != NULL)
4468                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4469         biodone(bp);
4470 }
4471
4472 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4473 void
4474 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4475 {
4476
4477         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4478 }
4479 #endif
4480
4481 /*
4482  *      bufwait:
4483  *
4484  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4485  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4486  *      error and cleared.
4487  */
4488 int
4489 bufwait(struct buf *bp)
4490 {
4491         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4492                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4493         else
4494                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4495         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4496                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4497                 return (EINTR);
4498         }
4499         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4500                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4501         } else {
4502                 return (0);
4503         }
4504 }
4505
4506 /*
4507  *      bufdone:
4508  *
4509  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4510  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4511  *      not allowed.
4512  *
4513  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4514  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4515  *      assuming B_INVAL is clear.
4516  *
4517  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4518  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4519  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4520  *
4521  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4522  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4523  *      in the biodone routine.
4524  */
4525 void
4526 bufdone(struct buf *bp)
4527 {
4528         struct bufobj *dropobj;
4529         void    (*biodone)(struct buf *);
4530
4531         buf_track(bp, __func__);
4532         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4533         dropobj = NULL;
4534
4535         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4536
4537         runningbufwakeup(bp);
4538         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4539                 dropobj = bp->b_bufobj;
4540         /* call optional completion function if requested */
4541         if (bp->b_iodone != NULL) {
4542                 biodone = bp->b_iodone;
4543                 bp->b_iodone = NULL;
4544                 (*biodone) (bp);
4545                 if (dropobj)
4546                         bufobj_wdrop(dropobj);
4547                 return;
4548         }
4549         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4550                 /*
4551                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4552                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4553                  * routines.
4554                  */
4555                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4556                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4557                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4558                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4559                 vfs_vmio_iodone(bp);
4560         }
4561         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4562                 buf_complete(bp);
4563         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4564                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4565                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4566                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4567                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4568         }
4569         /*
4570          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4571          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4572          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4573          */
4574         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4575                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4576                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4577                         brelse(bp);
4578                 else
4579                         bqrelse(bp);
4580         } else
4581                 bdone(bp);
4582         if (dropobj)
4583                 bufobj_wdrop(dropobj);
4584 }
4585
4586 /*
4587  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4588  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4589  * consistent.
4590  */
4591 void
4592 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4593 {
4594         int i;
4595         vm_object_t obj;
4596         vm_page_t m;
4597
4598         runningbufwakeup(bp);
4599         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4600                 return;
4601
4602         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4603         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4604                 m = bp->b_pages[i];
4605                 if (m == bogus_page) {
4606                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4607                         if (!m)
4608                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4609                         bp->b_pages[i] = m;
4610                         if (buf_mapped(bp)) {
4611                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4612                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4613                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4614                         } else
4615                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4616                 }
4617                 vm_page_sunbusy(m);
4618         }
4619         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4620 }
4621
4622 /*
4623  * vfs_page_set_valid:
4624  *
4625  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4626  *      range is restricted to the buffer's size.
4627  *
4628  *      This routine is typically called after a read completes.
4629  */
4630 static void
4631 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4632 {
4633         vm_ooffset_t eoff;
4634
4635         /*
4636          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4637          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4638          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4639          * allocation size of the buffer.
4640          */
4641         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4642         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4643                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4644
4645         /*
4646          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4647          * entire page.
4648          */
4649         if (eoff > off)
4650                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4651 }
4652
4653 /*
4654  * vfs_page_set_validclean:
4655  *
4656  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4657  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4658  */
4659 static void
4660 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4661 {
4662         vm_ooffset_t soff, eoff;
4663
4664         /*
4665          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4666          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4667          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4668          * of the buffer.
4669          */
4670         soff = off;
4671         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4672         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4673                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4674
4675         /*
4676          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4677          * entire page.
4678          */
4679         if (eoff > soff) {
4680                 vm_page_set_validclean(
4681                     m,
4682                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4683                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4684                 );
4685         }
4686 }
4687
4688 /*
4689  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4690  */
4691 void
4692 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4693 {
4694         int i;
4695
4696         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4697                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4698 }
4699
4700 void
4701 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4702 {
4703         int i;
4704
4705         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4706                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4707 }
4708
4709 /*
4710  * This routine is called before a device strategy routine.
4711  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4712  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4713  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4714  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4715  * inconsistent.
4716  *
4717  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4718  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4719  * and should be ignored.
4720  */
4721 void
4722 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4723 {
4724         vm_object_t obj;
4725         vm_ooffset_t foff;
4726         vm_page_t m;
4727         int i;
4728         bool bogus;
4729
4730         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4731                 return;
4732
4733         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4734         foff = bp->b_offset;
4735         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4736             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4737         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4738                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4739                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4740         }
4741         if (bp->b_bufsize != 0)
4742                 vfs_setdirty_range(bp);
4743         bogus = false;
4744         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4745                 m = bp->b_pages[i];
4746                 vm_page_assert_sbusied(m);
4747
4748                 /*
4749                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4750                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4751                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4752                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4753                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4754                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4755                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4756                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4757                  * first place ).  The replacement prevents the read
4758                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4759                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4760                  * It may not work properly with small-block devices.
4761                  * We need to find a better way.
4762                  */
4763                 if (clear_modify) {
4764                         pmap_remove_write(m);
4765                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4766                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4767                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4768                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4769                         bogus = true;
4770                 }
4771                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4772         }
4773         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4774                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4775                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4776                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4777         }
4778 }
4779
4780 /*
4781  *      vfs_bio_set_valid:
4782  *
4783  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4784  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4785  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4786  *      page.
4787  */
4788 void
4789 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4790 {
4791         int i, n;
4792         vm_page_t m;
4793
4794         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4795                 return;
4796
4797         /*
4798          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4799          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4800          * first page that can be validated.
4801          */
4802         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4803         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4804
4805         /*
4806          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4807          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4808          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4809          * other page validation.
4810          */
4811         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4812         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4813                 m = bp->b_pages[i];
4814                 if (n > size)
4815                         n = size;
4816                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4817                 base += n;
4818                 size -= n;
4819                 n = PAGE_SIZE;
4820         }
4821         vfs_busy_pages_release(bp);
4822 }
4823
4824 /*
4825  *      vfs_bio_clrbuf:
4826  *
4827  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4828  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4829  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4830  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4831  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4832  *
4833  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4834  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4835  */
4836 void
4837 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4838 {
4839         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4840
4841         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4842                 clrbuf(bp);
4843                 return;
4844         }
4845         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4846         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4847         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4848         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4849         slide = 0;
4850         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4851                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4852                 ea = slide & PAGE_MASK;
4853                 if (ea == 0)
4854                         ea = PAGE_SIZE;
4855                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4856                         continue;
4857                 j = sa / DEV_BSIZE;
4858                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4859                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4860                         continue;
4861                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4862                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4863                 else {
4864                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4865                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4866                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4867                                             sa, DEV_BSIZE);
4868                                 }
4869                         }
4870                 }
4871                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4872                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4873         }
4874         vfs_busy_pages_release(bp);
4875         bp->b_resid = 0;
4876 }
4877
4878 void
4879 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4880 {
4881         vm_page_t m;
4882         int i, n;
4883
4884         if (buf_mapped(bp)) {
4885                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4886                 bzero(bp->b_data + base, size);
4887         } else {
4888                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4889                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4890                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4891                         m = bp->b_pages[i];
4892                         if (n > size)
4893                                 n = size;
4894                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4895                         base += n;
4896                         size -= n;
4897                         n = PAGE_SIZE;
4898                 }
4899         }
4900 }
4901
4902 /*
4903  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4904  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4905  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4906  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4907  */
4908 static void
4909 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4910 {
4911
4912         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4913             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4914
4915         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4916                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4917         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4918                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4919         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4920                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4921                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4922                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4923                 if (release)
4924                         brelse(bp);
4925         } else if (release)
4926                 bqrelse(bp);
4927 }
4928
4929 void
4930 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4931 {
4932
4933         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4934 }
4935
4936 void
4937 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4938 {
4939
4940         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4941 }
4942
4943 /*
4944  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4945  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4946  * not associated with a file object.
4947  */
4948 static void
4949 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4950 {
4951         vm_offset_t pg;
4952         vm_page_t p;
4953         int index;
4954
4955         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4956
4957         to = round_page(to);
4958         from = round_page(from);
4959         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4960         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4961         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4962             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4963             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4964
4965         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4966                 /*
4967                  * note: must allocate system pages since blocking here
4968                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4969                  * process we are.
4970                  */
4971                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4972                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4973                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4974                 bp->b_pages[index] = p;
4975         }
4976         bp->b_npages = index;
4977 }
4978
4979 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4980 static void
4981 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4982 {
4983         vm_offset_t from;
4984         vm_page_t p;
4985         int index, newnpages;
4986
4987         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4988
4989         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4990         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4991         if (bp->b_npages > newnpages)
4992                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4993         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4994                 p = bp->b_pages[index];
4995                 bp->b_pages[index] = NULL;
4996                 vm_page_unwire_noq(p);
4997                 vm_page_free(p);
4998         }
4999         bp->b_npages = newnpages;
5000 }
5001
5002 /*
5003  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5004  *
5005  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5006  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5007  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5008  *
5009  * Note that even if the caller determines that the address space should
5010  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5011  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5012  * check the return value.
5013  *
5014  * This function only works with pager buffers.
5015  */
5016 int
5017 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5018 {
5019         vm_prot_t prot;
5020         int pidx;
5021
5022         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5023         prot = VM_PROT_READ;
5024         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5025                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5026         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5027             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5028         if (pidx < 0)
5029                 return (-1);
5030         bp->b_bufsize = len;
5031         bp->b_npages = pidx;
5032         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5033         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5034                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5035                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5036         } else
5037                 bp->b_data = unmapped_buf;
5038         return (0);
5039 }
5040
5041 /*
5042  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5043  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5044  *
5045  * This function only works with pager buffers.
5046  */
5047 void
5048 vunmapbuf(struct buf *bp)
5049 {
5050         int npages;
5051
5052         npages = bp->b_npages;
5053         if (buf_mapped(bp))
5054                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5055         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5056
5057         bp->b_data = unmapped_buf;
5058 }
5059
5060 void
5061 bdone(struct buf *bp)
5062 {
5063         struct mtx *mtxp;
5064
5065         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5066         mtx_lock(mtxp);
5067         bp->b_flags |= B_DONE;
5068         wakeup(bp);
5069         mtx_unlock(mtxp);
5070 }
5071
5072 void
5073 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5074 {
5075         struct mtx *mtxp;
5076
5077         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5078         mtx_lock(mtxp);
5079         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5080                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5081         mtx_unlock(mtxp);
5082 }
5083
5084 int
5085 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5086 {
5087
5088         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5089 }
5090
5091 void
5092 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5093 {
5094         int i __unused;
5095         struct vnode *vp;
5096
5097         vp = bp->b_vp;
5098         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5099         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5100             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5101         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5102         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5103 }
5104
5105 /*
5106  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5107  */
5108 void
5109 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5110 {
5111         static volatile int bufobj_cleanq;
5112
5113         bo->bo_domain =
5114             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5115         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5116         bo->bo_private = private;
5117         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5118         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5119 }
5120
5121 void
5122 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5123 {
5124
5125         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5126         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5127         bo->bo_numoutput++;
5128 }
5129
5130 void
5131 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5132 {
5133
5134         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5135         BO_LOCK(bo);
5136         bo->bo_numoutput++;
5137         BO_UNLOCK(bo);
5138 }
5139
5140 void
5141 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5142 {
5143
5144         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5145         BO_LOCK(bo);
5146         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5147         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5148                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5149                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5150         }
5151         BO_UNLOCK(bo);
5152 }
5153
5154 int
5155 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5156 {
5157         int error;
5158
5159         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5160         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5161         error = 0;
5162         while (bo->bo_numoutput) {
5163                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5164                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5165                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5166                 if (error)
5167                         break;
5168         }
5169         return (error);
5170 }
5171
5172 /*
5173  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5174  */
5175 void
5176 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5177 {
5178
5179         if (!buf_mapped(bp)) {
5180                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5181                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5182                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5183                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5184                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5185                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5186                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5187                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5188                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5189                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5190         } else {
5191                 bip->bio_data = bp->b_data;
5192                 bip->bio_ma = NULL;
5193         }
5194 }
5195
5196 /*
5197  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5198  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5199  * to data corruption.
5200  *
5201  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5202  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5203  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5204  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5205  *
5206  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5207  * earlier chips, it should be flipped back off.
5208  */
5209 #ifdef  __mips__
5210 static int buf_pager_relbuf = 1;
5211 #else
5212 static int buf_pager_relbuf = 0;
5213 #endif
5214 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5215     &buf_pager_relbuf, 0,
5216     "Make buffer pager release buffers after reading");
5217
5218 /*
5219  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5220  *
5221  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5222  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5223  * device block size is greater than the machine page size.  The
5224  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5225  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5226  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5227  * pages.
5228  *
5229  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5230  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5231  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5232  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5233  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5234  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5235  */
5236 int
5237 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5238     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5239     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5240 {
5241         vm_page_t m;
5242         vm_object_t object;
5243         struct buf *bp;
5244         struct mount *mp;
5245         daddr_t lbn, lbnp;
5246         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5247         long bo_bs, bsize;
5248         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5249         bool redo, lpart;
5250
5251         object = vp->v_object;
5252         mp = vp->v_mount;
5253         error = 0;
5254         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5255         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5256                 return (VM_PAGER_BAD);
5257
5258         /*
5259          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5260          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5261          * and the start of the potential read-ahead region.
5262          */
5263         la += PAGE_SIZE;
5264         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5265         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5266             &bo_bs);
5267         if (error != 0)
5268                 return (VM_PAGER_ERROR);
5269
5270         /*
5271          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5272          */
5273         pgsin = count;
5274         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5275         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5276         pgsin += pgsin_b;
5277         if (rbehind != NULL)
5278                 *rbehind = pgsin_b;
5279         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5280         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5281                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5282                     PAGE_SIZE) - la);
5283         pgsin += pgsin_a;
5284         if (rahead != NULL)
5285                 *rahead = pgsin_a;
5286         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5287         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5288
5289         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5290             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5291 again:
5292         for (i = 0; i < count; i++) {
5293                 if (ma[i] != bogus_page)
5294                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5295         }
5296
5297         lbnp = -1;
5298         for (i = 0; i < count; i++) {
5299                 m = ma[i];
5300                 if (m == bogus_page)
5301                         continue;
5302
5303                 /*
5304                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5305                  * owned, which together allow for the pages'
5306                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5307                  * useless creation of the buffer for the most typical
5308                  * case when invalidation is not used in redo or for
5309                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5310                  * the end of the function catches the race in a
5311                  * reliable way (protected by the object lock).
5312                  */
5313                 if (vm_page_all_valid(m))
5314                         continue;
5315
5316                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5317                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5318                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5319                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5320                         if (lbn == lbnp)
5321                                 goto next_page;
5322                         lbnp = lbn;
5323
5324                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5325                         if (error == 0)
5326                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5327                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5328                         if (error != 0)
5329                                 goto end_pages;
5330                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5331                                 crfree(bp->b_rcred);
5332                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5333                         }
5334                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5335                                 /*
5336                                  * Invalidation clears m->valid, but
5337                                  * may leave B_CACHE flag if the
5338                                  * buffer existed at the invalidation
5339                                  * time.  In this case, recycle the
5340                                  * buffer to do real read on next
5341                                  * bread() after redo.
5342                                  *
5343                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5344                                  * necessary, enable to reduce buf
5345                                  * cache pressure.
5346                                  */
5347                                 if (buf_pager_relbuf ||
5348                                     !vm_page_all_valid(m))
5349                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5350
5351                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5352                                 brelse(bp);
5353                         } else {
5354                                 bqrelse(bp);
5355                         }
5356                 }
5357                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5358                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5359                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5360                 if (i == count - 1 && lpart) {
5361                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5362                             !vm_page_all_valid(m))
5363                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5364                 }
5365 next_page:;
5366         }
5367 end_pages:
5368
5369         redo = false;
5370         for (i = 0; i < count; i++) {
5371                 if (ma[i] == bogus_page)
5372                         continue;
5373                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5374                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5375                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5376                             VM_ALLOC_NORMAL);
5377                 }
5378
5379                 /*
5380                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5381                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5382                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5383                  * relinguish, they could have been invalidated.
5384                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5385                  *
5386                  * Note that the last page is made fully valid in the
5387                  * read loop, and partial validity for the page at
5388                  * index count - 1 could mean that the page was
5389                  * invalidated or removed, so we must restart for
5390                  * safety as well.
5391                  */
5392                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5393                         redo = true;
5394         }
5395         if (redo && error == 0)
5396                 goto again;
5397         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5398 }
5399
5400 #include "opt_ddb.h"
5401 #ifdef DDB
5402 #include <ddb/ddb.h>
5403
5404 /* DDB command to show buffer data */
5405 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5406 {
5407         /* get args */
5408         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5409 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5410         uint32_t i, j;
5411 #endif
5412
5413         if (!have_addr) {
5414                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5415                 return;
5416         }
5417
5418         db_printf("buf at %p\n", bp);
5419         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5420             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5421             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5422         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5423             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5424             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5425         db_printf(
5426             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5427             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5428             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5429             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5430             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5431             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5432         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5433             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5434         if (bp->b_npages) {
5435                 int i;
5436                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5437                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5438                         vm_page_t m;
5439                         m = bp->b_pages[i];
5440                         if (m != NULL)
5441                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5442                                     (u_long)m->pindex,
5443                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5444                         else
5445                                 db_printf("( ??? )");
5446                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5447                                 db_printf(",");
5448                 }
5449                 db_printf("\n");
5450         }
5451         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5452 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5453         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5454
5455         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5456         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5457                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5458                         continue;
5459                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5460                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5461         }
5462 #elif defined(BUF_TRACKING)
5463         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5464 #endif
5465         db_printf(" ");
5466 }
5467
5468 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5469 {
5470         struct bufdomain *bd;
5471         struct buf *bp;
5472         long total;
5473         int i, j, cnt;
5474
5475         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5476
5477         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5478                 bd = &bdomain[i];
5479                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5480                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5481                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5482                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5483                 db_printf("\n");
5484                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5485                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5486                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5487                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5488                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5489                 db_printf("\n");
5490                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5491                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5492                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5493                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5494                 db_printf("\n");
5495                 total = 0;
5496                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5497                         total += bp->b_bufsize;
5498                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5499                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5500                 total = 0;
5501                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5502                         total += bp->b_bufsize;
5503                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5504                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5505                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5506                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5507                 db_printf("\tCPU ");
5508                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5509                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5510                 db_printf("\n");
5511                 cnt = 0;
5512                 total = 0;
5513                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5514                         bp = nbufp(j);
5515                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5516                                 cnt++;
5517                                 total += bp->b_bufsize;
5518                         }
5519                 }
5520                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5521                 cnt = 0;
5522                 total = 0;
5523                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5524                         bp = nbufp(j);
5525                         if (bp->b_domain == i) {
5526                                 cnt++;
5527                                 total += bp->b_bufsize;
5528                         }
5529                 }
5530                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5531         }
5532 }
5533
5534 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5535 {
5536         struct buf *bp;
5537         int i;
5538
5539         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5540                 bp = nbufp(i);
5541                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5542                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5543                         db_printf("\n");
5544                         if (db_pager_quit)
5545                                 break;
5546                 }
5547         }
5548 }
5549
5550 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5551 {
5552         struct vnode *vp;
5553         struct buf *bp;
5554
5555         if (!have_addr) {
5556                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5557                 return;
5558         }
5559         vp = (struct vnode *)addr;
5560         db_printf("Clean buffers:\n");
5561         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5562                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5563                 db_printf("\n");
5564         }
5565         db_printf("Dirty buffers:\n");
5566         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5567                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5568                 db_printf("\n");
5569         }
5570 }
5571
5572 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5573 {
5574         struct buf *bp;
5575         int i, used = 0, nfree = 0;
5576
5577         if (have_addr) {
5578                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5579                 return;
5580         }
5581
5582         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5583                 bp = nbufp(i);
5584                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5585                         nfree++;
5586                 else
5587                         used++;
5588         }
5589
5590         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5591             nfree + used);
5592         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5593 }
5594 #endif /* DDB */