]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
libarchive: merge from vendor branch
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/asan.h>
53 #include <sys/bio.h>
54 #include <sys/bitset.h>
55 #include <sys/boottrace.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/conf.h>
58 #include <sys/counter.h>
59 #include <sys/devicestat.h>
60 #include <sys/eventhandler.h>
61 #include <sys/fail.h>
62 #include <sys/ktr.h>
63 #include <sys/limits.h>
64 #include <sys/lock.h>
65 #include <sys/malloc.h>
66 #include <sys/memdesc.h>
67 #include <sys/mount.h>
68 #include <sys/mutex.h>
69 #include <sys/kernel.h>
70 #include <sys/kthread.h>
71 #include <sys/pctrie.h>
72 #include <sys/proc.h>
73 #include <sys/racct.h>
74 #include <sys/refcount.h>
75 #include <sys/resourcevar.h>
76 #include <sys/rwlock.h>
77 #include <sys/sched.h>
78 #include <sys/smp.h>
79 #include <sys/sysctl.h>
80 #include <sys/syscallsubr.h>
81 #include <sys/vmem.h>
82 #include <sys/vmmeter.h>
83 #include <sys/vnode.h>
84 #include <sys/watchdog.h>
85 #include <geom/geom.h>
86 #include <vm/vm.h>
87 #include <vm/vm_param.h>
88 #include <vm/vm_kern.h>
89 #include <vm/vm_object.h>
90 #include <vm/vm_page.h>
91 #include <vm/vm_pageout.h>
92 #include <vm/vm_pager.h>
93 #include <vm/vm_extern.h>
94 #include <vm/vm_map.h>
95 #include <vm/swap_pager.h>
96
97 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
98
99 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
100
101 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
102         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
103         .bop_write      =       bufwrite,
104         .bop_strategy   =       bufstrategy,
105         .bop_sync       =       bufsync,
106         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
107 };
108
109 struct bufqueue {
110         struct mtx_padalign     bq_lock;
111         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
112         uint8_t                 bq_index;
113         uint16_t                bq_subqueue;
114         int                     bq_len;
115 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
116
117 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
118 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
119 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
120 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
121
122 struct bufdomain {
123         struct bufqueue *bd_subq;
124         struct bufqueue bd_dirtyq;
125         struct bufqueue *bd_cleanq;
126         struct mtx_padalign bd_run_lock;
127         /* Constants */
128         long            bd_maxbufspace;
129         long            bd_hibufspace;
130         long            bd_lobufspace;
131         long            bd_bufspacethresh;
132         int             bd_hifreebuffers;
133         int             bd_lofreebuffers;
134         int             bd_hidirtybuffers;
135         int             bd_lodirtybuffers;
136         int             bd_dirtybufthresh;
137         int             bd_lim;
138         /* atomics */
139         int             bd_wanted;
140         bool            bd_shutdown;
141         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
142         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
143         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
144         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
145 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
146
147 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
148 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
149 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
150 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
151 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
152 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
153 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
154 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
155
156 static char *buf;               /* buffer header pool */
157 static struct buf *
158 nbufp(unsigned i)
159 {
160         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
161             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
162 }
163
164 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
165
166 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
167 struct proc *bufdaemonproc;
168
169 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
170 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
171                 vm_offset_t to);
172 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
173 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
174                 vm_page_t m);
175 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
176 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
177 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
178 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
179 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
180 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
181                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
182 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
183                 void (*)(struct buf *));
184 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
185 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
186 static void buf_daemon(void);
187 static __inline void bd_wakeup(void);
188 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
189 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
190 static void bufkva_free(struct buf *);
191 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
192 static void buf_release(void *, void **, int);
193 static void maxbcachebuf_adjust(void);
194 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
195 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
196 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
197 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
198 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
199             const char *lockname);
200 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
201 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
202 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
203 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
204
205 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
206 int vmiodirenable = TRUE;
207 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
208     "Use the VM system for directory writes");
209 long runningbufspace;
210 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
211     "Amount of presently outstanding async buffer io");
212 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
213     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
214 static counter_u64_t bufkvaspace;
215 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
216     "Kernel virtual memory used for buffers");
217 static long maxbufspace;
218 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
219     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
220     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
221     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
222 static long bufmallocspace;
223 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
224     "Amount of malloced memory for buffers");
225 static long maxbufmallocspace;
226 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
227     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
228 static long lobufspace;
229 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
230     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
231     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
232     "Minimum amount of buffers we want to have");
233 long hibufspace;
234 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
235     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
236     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
237     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
238 long bufspacethresh;
239 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
240     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
241     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
242     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
243 static counter_u64_t buffreekvacnt;
244 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
245     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
246 static counter_u64_t bufdefragcnt;
247 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
248     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
249 static long lorunningspace;
250 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
251     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
252     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
253 static long hirunningspace;
254 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
255     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
256     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
257 int dirtybufferflushes;
258 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
259     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
260 int bdwriteskip;
261 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
262     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
263 int altbufferflushes;
264 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
265     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
266 static int recursiveflushes;
267 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
268     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
269 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
270 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
271     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
272     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
273 static int lodirtybuffers;
274 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
275     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
276     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
277     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
278 static int hidirtybuffers;
279 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
280     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
281     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
282     "When the number of dirty buffers is considered severe");
283 int dirtybufthresh;
284 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
285     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
286     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
287     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
288 static int numfreebuffers;
289 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
290     "Number of free buffers");
291 static int lofreebuffers;
292 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
293     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
294     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
295    "Target number of free buffers");
296 static int hifreebuffers;
297 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
298     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
299     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
300    "Threshold for clean buffer recycling");
301 static counter_u64_t getnewbufcalls;
302 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
303    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
304 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
305 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
306     &getnewbufrestarts,
307     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
308 static counter_u64_t mappingrestarts;
309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
310     &mappingrestarts,
311     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
312     "unmapped buffer");
313 static counter_u64_t numbufallocfails;
314 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
315     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
316 static int flushbufqtarget = 100;
317 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
318     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
319 static counter_u64_t notbufdflushes;
320 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
321     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
322 static long barrierwrites;
323 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
324     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
325 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
326     &unmapped_buf_allowed, 0,
327     "Permit the use of the unmapped i/o");
328 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
329 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
330     "Maximum size of a buffer cache block");
331
332 /*
333  * This lock synchronizes access to bd_request.
334  */
335 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
336
337 /*
338  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
339  * waitrunningbufspace().
340  */
341 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
342
343 /*
344  * Lock that protects bdirtywait.
345  */
346 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
347
348 /*
349  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
350  */
351 static bool bd_shutdown;
352
353 /*
354  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
355  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
356  * is idling.
357  */
358 static int bd_request;
359
360 /*
361  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
362  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
363  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
364  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
365  */
366 static int bd_speedupreq;
367
368 /*
369  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
370  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
371  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
372  */
373 static int runningbufreq;
374
375 /*
376  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
377  */
378 static int bdirtywait;
379
380 /*
381  * Definitions for the buffer free lists.
382  */
383 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
384 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
385 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
386 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
387 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
388
389 /* Maximum number of buffer domains. */
390 #define BUF_DOMAINS     8
391
392 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
393 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
394
395 /* Configured number of clean queues. */
396 static int __read_mostly buf_domains;
397
398 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
399 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
400 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
401
402 /*
403  * per-cpu empty buffer cache.
404  */
405 uma_zone_t buf_zone;
406
407 static int
408 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
409 {
410         long value;
411         int error;
412
413         value = *(long *)arg1;
414         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
415         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
416                 return (error);
417         mtx_lock(&rbreqlock);
418         if (arg1 == &hirunningspace) {
419                 if (value < lorunningspace)
420                         error = EINVAL;
421                 else
422                         hirunningspace = value;
423         } else {
424                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
425                     ("%s: unknown arg1", __func__));
426                 if (value > hirunningspace)
427                         error = EINVAL;
428                 else
429                         lorunningspace = value;
430         }
431         mtx_unlock(&rbreqlock);
432         return (error);
433 }
434
435 static int
436 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
437 {
438         int error;
439         int value;
440         int i;
441
442         value = *(int *)arg1;
443         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
444         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
445                 return (error);
446         *(int *)arg1 = value;
447         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
448                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
449                     value / buf_domains;
450
451         return (error);
452 }
453
454 static int
455 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
456 {
457         long value;
458         int error;
459         int i;
460
461         value = *(long *)arg1;
462         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
463         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
464                 return (error);
465         *(long *)arg1 = value;
466         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
467                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
468                     value / buf_domains;
469
470         return (error);
471 }
472
473 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
474     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
475 static int
476 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
477 {
478         long lvalue;
479         int ivalue;
480         int i;
481
482         lvalue = 0;
483         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
484                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
485         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
486                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
487         if (lvalue > INT_MAX)
488                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
489                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
490         ivalue = lvalue;
491         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
492 }
493 #else
494 static int
495 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
496 {
497         long lvalue;
498         int i;
499
500         lvalue = 0;
501         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
502                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
503         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
504 }
505 #endif
506
507 static int
508 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
509 {
510         int value;
511         int i;
512
513         value = 0;
514         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
515                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
516         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
517 }
518
519 /*
520  *      bdirtywakeup:
521  *
522  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
523  */
524 static void
525 bdirtywakeup(void)
526 {
527         mtx_lock(&bdirtylock);
528         if (bdirtywait) {
529                 bdirtywait = 0;
530                 wakeup(&bdirtywait);
531         }
532         mtx_unlock(&bdirtylock);
533 }
534
535 /*
536  *      bd_clear:
537  *
538  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
539  *      is decremented.
540  */
541 static void
542 bd_clear(struct bufdomain *bd)
543 {
544
545         mtx_lock(&bdirtylock);
546         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
547                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
548         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
549                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
550         mtx_unlock(&bdirtylock);
551 }
552
553 /*
554  *      bd_set:
555  *
556  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
557  *      is incremented.
558  */
559 static void
560 bd_set(struct bufdomain *bd)
561 {
562
563         mtx_lock(&bdirtylock);
564         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
565                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
566         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
567                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
568         mtx_unlock(&bdirtylock);
569 }
570
571 /*
572  *      bdirtysub:
573  *
574  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
575  *      threads blocked in bwillwrite().
576  */
577 static void
578 bdirtysub(struct buf *bp)
579 {
580         struct bufdomain *bd;
581         int num;
582
583         bd = bufdomain(bp);
584         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
585         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
586                 bdirtywakeup();
587         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
588                 bd_clear(bd);
589 }
590
591 /*
592  *      bdirtyadd:
593  *
594  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
595  *      daemon if needed.
596  */
597 static void
598 bdirtyadd(struct buf *bp)
599 {
600         struct bufdomain *bd;
601         int num;
602
603         /*
604          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
605          * buf daemon will keep running until the condition clears.
606          */
607         bd = bufdomain(bp);
608         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
609         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
610                 bd_wakeup();
611         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
612                 bd_set(bd);
613 }
614
615 /*
616  *      bufspace_daemon_wakeup:
617  *
618  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
619  */
620 static void
621 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
622 {
623
624         /*
625          * avoid the lock if the daemon is running.
626          */
627         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
628                 BD_RUN_LOCK(bd);
629                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
630                 wakeup(&bd->bd_running);
631                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
632         }
633 }
634
635 /*
636  *      bufspace_adjust:
637  *
638  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
639  *      waking any waiters.
640  */
641 static void
642 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
643 {
644         struct bufdomain *bd;
645         long space;
646         int diff;
647
648         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
649             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
650         bd = bufdomain(bp);
651         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
652         if (diff < 0) {
653                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
654         } else if (diff > 0) {
655                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
656                 /* Wake up the daemon on the transition. */
657                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
658                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
659                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
660         }
661         bp->b_bufsize = bufsize;
662 }
663
664 /*
665  *      bufspace_reserve:
666  *
667  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
668  *      different space limit than data.
669  */
670 static int
671 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
672 {
673         long limit, new;
674         long space;
675
676         if (metadata)
677                 limit = bd->bd_maxbufspace;
678         else
679                 limit = bd->bd_hibufspace;
680         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
681         new = space + size;
682         if (new > limit) {
683                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
684                 return (ENOSPC);
685         }
686
687         /* Wake up the daemon on the transition. */
688         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
689                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
690
691         return (0);
692 }
693
694 /*
695  *      bufspace_release:
696  *
697  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
698  */
699 static void
700 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
701 {
702
703         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
704 }
705
706 /*
707  *      bufspace_wait:
708  *
709  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
710  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
711  *      operation must be re-tried on return.
712  */
713 static void
714 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
715     int slpflag, int slptimeo)
716 {
717         struct thread *td;
718         int error, fl, norunbuf;
719
720         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
721                 return;
722
723         td = curthread;
724         BD_LOCK(bd);
725         while (bd->bd_wanted) {
726                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
727                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
728                         BD_UNLOCK(bd);
729                         /*
730                          * getblk() is called with a vnode locked, and
731                          * some majority of the dirty buffers may as
732                          * well belong to the vnode.  Flushing the
733                          * buffers there would make a progress that
734                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
735                          * cannot lock the vnode.
736                          */
737                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
738                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
739
740                         /*
741                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
742                          * may be called while the thread owns lock
743                          * for another dirty buffer for the same
744                          * vnode, which makes it impossible to use
745                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
746                          * recursion.
747                          */
748                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
749                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
750                         td->td_pflags &= norunbuf;
751                         BD_LOCK(bd);
752                         if (fl != 0)
753                                 continue;
754                         if (bd->bd_wanted == 0)
755                                 break;
756                 }
757                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
758                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
759                 if (error != 0)
760                         break;
761         }
762         BD_UNLOCK(bd);
763 }
764
765 static void
766 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
767 {
768         struct bufdomain *bd = arg;
769         int error;
770
771         if (KERNEL_PANICKED())
772                 return;
773
774         BD_RUN_LOCK(bd);
775         bd->bd_shutdown = true;
776         wakeup(&bd->bd_running);
777         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
778             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
779         BD_RUN_UNLOCK(bd);
780         if (error != 0)
781                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
782 }
783
784 /*
785  *      bufspace_daemon:
786  *
787  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
788  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
789  *      block nor work to reclaim buffers.
790  */
791 static void
792 bufspace_daemon(void *arg)
793 {
794         struct bufdomain *bd = arg;
795
796         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
797             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
798
799         BD_RUN_LOCK(bd);
800         while (!bd->bd_shutdown) {
801                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
802
803                 /*
804                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
805                  * targets.
806                  *
807                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
808                  * when some free buffer headers and space are always
809                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
810                  * the excessive blocking and synchronization associated
811                  * with shortfall.  It goes through three phases according
812                  * demand:
813                  *
814                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
815                  *      during idle periods when the counters are below
816                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
817                  *
818                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
819                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
820                  *      slightly according to the rate of consumption and
821                  *      release.
822                  *
823                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
824                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
825                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
826                  *      until we return to condition 2.
827                  */
828                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
829                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
830                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
831                                 if (bd_flushall(bd))
832                                         continue;
833                                 /*
834                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
835                                  * buffers.  This is possible in particular
836                                  * because softdep may held many bufs locked
837                                  * pending writes to other bufs which are
838                                  * marked for delayed write, exhausting
839                                  * clean space until they are written.
840                                  */
841                                 bd_speedup();
842                                 BD_LOCK(bd);
843                                 if (bd->bd_wanted) {
844                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
845                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
846                                 } else
847                                         BD_UNLOCK(bd);
848                         }
849                         maybe_yield();
850                 }
851
852                 /*
853                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
854                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
855                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
856                  * freebuffers prior to checking bd_running.
857                  */
858                 BD_RUN_LOCK(bd);
859                 if (bd->bd_shutdown)
860                         break;
861                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
862                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
863                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
864                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
865                             PRIBIO, "-", hz);
866                 } else {
867                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
868                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
869                 }
870         }
871         wakeup(&bd->bd_shutdown);
872         BD_RUN_UNLOCK(bd);
873         kthread_exit();
874 }
875
876 /*
877  *      bufmallocadjust:
878  *
879  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
880  *      waking any waiters.
881  */
882 static void
883 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
884 {
885         int diff;
886
887         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
888             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
889         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
890         if (diff < 0)
891                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
892         else
893                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
894         bp->b_bufsize = bufsize;
895 }
896
897 /*
898  *      runningwakeup:
899  *
900  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
901  *      below lorunningspace.
902  */
903 static void
904 runningwakeup(void)
905 {
906
907         mtx_lock(&rbreqlock);
908         if (runningbufreq) {
909                 runningbufreq = 0;
910                 wakeup(&runningbufreq);
911         }
912         mtx_unlock(&rbreqlock);
913 }
914
915 /*
916  *      runningbufwakeup:
917  *
918  *      Decrement the outstanding write count according.
919  */
920 void
921 runningbufwakeup(struct buf *bp)
922 {
923         long space, bspace;
924
925         bspace = bp->b_runningbufspace;
926         if (bspace == 0)
927                 return;
928         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
929         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
930             space, bspace));
931         bp->b_runningbufspace = 0;
932         /*
933          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
934          * the threshold to falling below it.
935          */
936         if (space < lorunningspace)
937                 return;
938         if (space - bspace > lorunningspace)
939                 return;
940         runningwakeup();
941 }
942
943 /*
944  *      waitrunningbufspace()
945  *
946  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
947  *      running.  This routine is used in async-write situations to
948  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
949  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
950  *
951  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
952  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
953  *      caller's write has reached the device.
954  */
955 void
956 waitrunningbufspace(void)
957 {
958
959         mtx_lock(&rbreqlock);
960         while (runningbufspace > hirunningspace) {
961                 runningbufreq = 1;
962                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
963         }
964         mtx_unlock(&rbreqlock);
965 }
966
967 /*
968  *      vfs_buf_test_cache:
969  *
970  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
971  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
972  *      valid data.
973  */
974 static __inline void
975 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
976     vm_offset_t size, vm_page_t m)
977 {
978
979         /*
980          * This function and its results are protected by higher level
981          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
982          * validate pages.
983          */
984         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
985                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
986                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
987                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
988         }
989 }
990
991 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
992 static void
993 bd_wakeup(void)
994 {
995
996         mtx_lock(&bdlock);
997         if (bd_request == 0) {
998                 bd_request = 1;
999                 wakeup(&bd_request);
1000         }
1001         mtx_unlock(&bdlock);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1006  */
1007 static void
1008 maxbcachebuf_adjust(void)
1009 {
1010         int i;
1011
1012         /*
1013          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1014          */
1015         i = 2;
1016         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1017                 i *= 2;
1018         maxbcachebuf = i;
1019         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1020                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1021         if (maxbcachebuf > maxphys)
1022                 maxbcachebuf = maxphys;
1023         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1024                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1029  */
1030 void
1031 bd_speedup(void)
1032 {
1033         int needwake;
1034
1035         mtx_lock(&bdlock);
1036         needwake = 0;
1037         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1038                 needwake = 1;
1039         bd_speedupreq = 1;
1040         bd_request = 1;
1041         if (needwake)
1042                 wakeup(&bd_request);
1043         mtx_unlock(&bdlock);
1044 }
1045
1046 #ifdef __i386__
1047 #define TRANSIENT_DENOM 5
1048 #else
1049 #define TRANSIENT_DENOM 10
1050 #endif
1051
1052 /*
1053  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1054  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1055  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1056  * being reserved at this time.
1057  */
1058 caddr_t
1059 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1060 {
1061         int tuned_nbuf;
1062         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1063
1064         /*
1065          * With KASAN or KMSAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for
1066          * this when sizing maps based on the amount of physical memory
1067          * available.
1068          */
1069 #if defined(KASAN)
1070         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1071             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1072 #elif defined(KMSAN)
1073         physmem_est /= 3;
1074
1075         /*
1076          * KMSAN cannot reliably determine whether buffer data is initialized
1077          * unless it is updated through a KVA mapping.
1078          */
1079         unmapped_buf_allowed = 0;
1080 #endif
1081
1082         /*
1083          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1084          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1085          */
1086         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1087
1088         maxbcachebuf_adjust();
1089         /*
1090          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1091          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1092          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1093          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1094          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1095          * maxbcache bytes.
1096          *
1097          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1098          */
1099         if (nbuf == 0) {
1100                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1101
1102                 nbuf = 50;
1103                 if (physmem_est > 4096)
1104                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1105                             65536 / factor);
1106                 if (physmem_est > 65536)
1107                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1108                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1109
1110                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1111                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1112                 tuned_nbuf = 1;
1113         } else
1114                 tuned_nbuf = 0;
1115
1116         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1117         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1118         if (nbuf > maxbuf) {
1119                 if (!tuned_nbuf)
1120                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1121                             maxbuf);
1122                 nbuf = maxbuf;
1123         }
1124
1125         /*
1126          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1127          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1128          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1129          *
1130          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1131          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1132          * maximum buffer map extent on the platform.
1133          *
1134          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1135          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1136          * with ample KVA space.
1137          */
1138         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1139                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1140                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1141                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1142                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1143                         /*
1144                          * There is more KVA than memory.  Do not
1145                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1146                          * of maxbuf to transient map.
1147                          */
1148                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1149                 } else {
1150                         /*
1151                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1152                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1153                          * the buffer map to the transient bio map.
1154                          */
1155                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1156                         buf_sz -= biotmap_sz;
1157                 }
1158                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1159                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1160                 else
1161                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1162                 /*
1163                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1164                  * using the transient mapping.
1165                  */
1166                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1167                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1168                 if (tuned_nbuf)
1169                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1170         }
1171
1172         if (nswbuf == 0) {
1173                 /*
1174                  * Pager buffers are allocated for short periods, so scale the
1175                  * number of reserved buffers based on the number of CPUs rather
1176                  * than amount of memory.
1177                  */
1178                 nswbuf = min(nbuf / 4, 32 * mp_ncpus);
1179                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1180                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1181         }
1182
1183         /*
1184          * Reserve space for the buffer cache buffers
1185          */
1186         buf = (char *)v;
1187         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1188             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1189
1190         return (v);
1191 }
1192
1193 /*
1194  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1195  * references.
1196  */
1197 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1198
1199 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1200 void
1201 bufinit(void)
1202 {
1203         struct buf *bp;
1204         int i;
1205
1206         TSENTER();
1207         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1208             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1209             MAXBSIZE));
1210         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1211         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1212         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1213         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1214
1215         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1216
1217         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1218         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1219                 bp = nbufp(i);
1220                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1221                 bp->b_flags = B_INVAL;
1222                 bp->b_rcred = NOCRED;
1223                 bp->b_wcred = NOCRED;
1224                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1225                 bp->b_domain = -1;
1226                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1227                 bp->b_xflags = 0;
1228                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1229                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1230                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1231                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1232         }
1233
1234         /*
1235          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1236          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1237          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1238          * used by most other requests.  The differential is required to 
1239          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1240          *
1241          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1242          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1243          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1244          * PAGE_SIZE.
1245          */
1246         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1247         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1248         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1249         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1250
1251         /*
1252          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1253          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1254          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1255          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1256          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1257          * hirunningspace.
1258          */
1259         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1260             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1261         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1262
1263         /*
1264          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1265          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1266          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1267          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1268          * average (small) directories.
1269          */
1270         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1271
1272         /*
1273          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1274          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1275          */
1276         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1277         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1278         /*
1279          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1280          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1281          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1282          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1283          */
1284         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1285                 hidirtybuffers >>= 1;
1286         }
1287         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1288
1289         /*
1290          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1291          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1292          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1293          * on other cpus.
1294          *
1295          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1296          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1297          */
1298         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1299         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1300         numfreebuffers = nbuf;
1301
1302         /* Setup the kva and free list allocators. */
1303         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1304         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1305             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1306             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1307
1308         /*
1309          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1310          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1311          * concurrency but less accurate LRU.
1312          */
1313         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1314         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1315                 struct bufdomain *bd;
1316
1317                 bd = &bdomain[i];
1318                 bd_init(bd);
1319                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1320                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1321                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1322                 bd->bd_bufspace = 0;
1323                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1324                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1325                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1326                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1327                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1328                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1329                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1330                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1331                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1332                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1333         }
1334         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1335         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1336         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1337         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1338         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1339         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1340         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1341         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1342         TSEXIT();
1343 }
1344
1345 #ifdef INVARIANTS
1346 static inline void
1347 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1348 {
1349
1350         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1351             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1352         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1353             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1354         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1355             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1356 }
1357
1358 static inline void
1359 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1360 {
1361
1362         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1363             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1364 }
1365
1366 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1367 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1368 #else
1369 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1370 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1371 #endif
1372
1373 static int
1374 isbufbusy(struct buf *bp)
1375 {
1376         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1377             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1378                 return (1);
1379         return (0);
1380 }
1381
1382 /*
1383  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1384  */
1385 void
1386 bufshutdown(int show_busybufs)
1387 {
1388         static int first_buf_printf = 1;
1389         struct buf *bp;
1390         int i, iter, nbusy, pbusy;
1391 #ifndef PREEMPTION
1392         int subiter;
1393 #endif
1394
1395         /*
1396          * Sync filesystems for shutdown
1397          */
1398         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1399         kern_sync(curthread);
1400
1401         /*
1402          * With soft updates, some buffers that are
1403          * written will be remarked as dirty until other
1404          * buffers are written.
1405          */
1406         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1407                 nbusy = 0;
1408                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1409                         bp = nbufp(i);
1410                         if (isbufbusy(bp))
1411                                 nbusy++;
1412                 }
1413                 if (nbusy == 0) {
1414                         if (first_buf_printf)
1415                                 printf("All buffers synced.");
1416                         break;
1417                 }
1418                 if (first_buf_printf) {
1419                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1420                         first_buf_printf = 0;
1421                 }
1422                 printf("%d ", nbusy);
1423                 if (nbusy < pbusy)
1424                         iter = 0;
1425                 pbusy = nbusy;
1426
1427                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1428                 kern_sync(curthread);
1429
1430 #ifdef PREEMPTION
1431                 /*
1432                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1433                  */
1434                 DELAY(50000 * iter);
1435 #else
1436                 /*
1437                  * Context switch several times to allow interrupt
1438                  * threads to run.
1439                  */
1440                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1441                         sched_relinquish(curthread);
1442                         DELAY(1000);
1443                 }
1444 #endif
1445         }
1446         printf("\n");
1447         /*
1448          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1449          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1450          */
1451         nbusy = 0;
1452         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1453                 bp = nbufp(i);
1454                 if (isbufbusy(bp)) {
1455 #if 0
1456 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1457                         if (bp->b_dev == NULL) {
1458                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1459                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1460                                 continue;
1461                         }
1462 #endif
1463                         nbusy++;
1464                         if (show_busybufs > 0) {
1465                                 printf(
1466             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1467                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1468                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1469                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1470                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1471                                 if (show_busybufs > 1)
1472                                         vn_printf(bp->b_vp,
1473                                             "vnode content: ");
1474                         }
1475                 }
1476         }
1477         if (nbusy) {
1478                 /*
1479                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1480                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1481                  */
1482                 BOOTTRACE("shutdown failed to sync buffers");
1483                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1484                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1485                 swapoff_all();
1486         } else {
1487                 BOOTTRACE("shutdown sync complete");
1488                 if (!first_buf_printf)
1489                         printf("Final sync complete\n");
1490
1491                 /*
1492                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1493                  * the system as much as possible.  In particular, no
1494                  * I/O should be initiated from top levels since it
1495                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1496                  * erronously handled because other parts of the
1497                  * system are disabled.
1498                  *
1499                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1500                  * non-operational after unmount of the underlying
1501                  * filesystem.
1502                  */
1503                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1504                         swapoff_all();
1505                         vfs_unmountall();
1506                 }
1507                 BOOTTRACE("shutdown unmounted all filesystems");
1508         }
1509         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1510 }
1511
1512 static void
1513 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1514 {
1515
1516         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1517
1518         /*
1519          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1520          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1521          */
1522         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1523         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1524         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1525             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1526 }
1527
1528 static inline struct bufdomain *
1529 bufdomain(struct buf *bp)
1530 {
1531
1532         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1533 }
1534
1535 static struct bufqueue *
1536 bufqueue(struct buf *bp)
1537 {
1538
1539         switch (bp->b_qindex) {
1540         case QUEUE_NONE:
1541                 /* FALLTHROUGH */
1542         case QUEUE_SENTINEL:
1543                 return (NULL);
1544         case QUEUE_EMPTY:
1545                 return (&bqempty);
1546         case QUEUE_DIRTY:
1547                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1548         case QUEUE_CLEAN:
1549                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1550         default:
1551                 break;
1552         }
1553         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1558  */
1559 static struct bufqueue *
1560 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1561 {
1562         struct bufqueue *bq, *nbq;
1563
1564         /*
1565          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1566          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1567          * if the queues don't match.
1568          */
1569         bq = bufqueue(bp);
1570         BQ_LOCK(bq);
1571         for (;;) {
1572                 nbq = bufqueue(bp);
1573                 if (bq == nbq)
1574                         break;
1575                 BQ_UNLOCK(bq);
1576                 BQ_LOCK(nbq);
1577                 bq = nbq;
1578         }
1579         return (bq);
1580 }
1581
1582 /*
1583  *      binsfree:
1584  *
1585  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1586  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1587  */
1588 static void
1589 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1590 {
1591         struct bufdomain *bd;
1592         struct bufqueue *bq;
1593
1594         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1595             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1596         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1597
1598         /*
1599          * Handle delayed bremfree() processing.
1600          */
1601         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1602                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1603                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1604                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1605                         BUF_UNLOCK(bp);
1606                         return;
1607                 }
1608                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1609                 bq_remove(bq, bp);
1610                 BQ_UNLOCK(bq);
1611         }
1612         bd = bufdomain(bp);
1613         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1614                 if (bd->bd_lim != 0)
1615                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1616                 else
1617                         bq = bd->bd_cleanq;
1618         } else
1619                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1620         bq_insert(bq, bp, true);
1621 }
1622
1623 /*
1624  * buf_free:
1625  *
1626  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1627  */
1628 static void
1629 buf_free(struct buf *bp)
1630 {
1631
1632         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1633                 bremfreef(bp);
1634         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1635                 panic("losing buffer 1");
1636         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1637                 crfree(bp->b_rcred);
1638                 bp->b_rcred = NOCRED;
1639         }
1640         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1641                 crfree(bp->b_wcred);
1642                 bp->b_wcred = NOCRED;
1643         }
1644         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1645                 buf_deallocate(bp);
1646         bufkva_free(bp);
1647         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1648         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1649         BUF_UNLOCK(bp);
1650         uma_zfree(buf_zone, bp);
1651 }
1652
1653 /*
1654  * buf_import:
1655  *
1656  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1657  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1658  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1659  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1660  */
1661 static int
1662 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1663 {
1664         struct buf *bp;
1665         int i;
1666
1667         BQ_LOCK(&bqempty);
1668         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1669                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1670                 if (bp == NULL)
1671                         break;
1672                 bq_remove(&bqempty, bp);
1673                 store[i] = bp;
1674         }
1675         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1676
1677         return (i);
1678 }
1679
1680 /*
1681  * buf_release:
1682  *
1683  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1684  */
1685 static void
1686 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1687 {
1688         struct bufqueue *bq;
1689         struct buf *bp;
1690         int i;
1691
1692         bq = &bqempty;
1693         BQ_LOCK(bq);
1694         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1695                 bp = store[i];
1696                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1697                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1698                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1699                 bq->bq_len++;
1700                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1701         }
1702         BQ_UNLOCK(bq);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * buf_alloc:
1707  *
1708  *      Allocate an empty buffer header.
1709  */
1710 static struct buf *
1711 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1712 {
1713         struct buf *bp;
1714         int freebufs, error;
1715
1716         /*
1717          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1718          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1719          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1720          */
1721         bp = NULL;
1722         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1723         if (freebufs > 0)
1724                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1725         if (bp == NULL) {
1726                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1727                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1728                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1729                 return (NULL);
1730         }
1731         /*
1732          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1733          */
1734         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1735                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1736
1737         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1738         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1739             error));
1740         (void)error;
1741
1742         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1743             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1744         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1745             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1746         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1747             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1748         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1749             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1750         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1751         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1752         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1753
1754         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1755         bp->b_flags = 0;
1756         bp->b_ioflags = 0;
1757         bp->b_xflags = 0;
1758         bp->b_vflags = 0;
1759         bp->b_vp = NULL;
1760         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1761         bp->b_offset = NOOFFSET;
1762         bp->b_iodone = 0;
1763         bp->b_error = 0;
1764         bp->b_resid = 0;
1765         bp->b_bcount = 0;
1766         bp->b_npages = 0;
1767         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1768         bp->b_bufobj = NULL;
1769         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1770         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1771         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1772         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1773         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1774
1775         return (bp);
1776 }
1777
1778 /*
1779  *      buf_recycle:
1780  *
1781  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1782  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1783  *      defragmenting.
1784  */
1785 static int
1786 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1787 {
1788         struct bufqueue *bq;
1789         struct buf *bp, *nbp;
1790
1791         if (kva)
1792                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1793         nbp = NULL;
1794         bq = bd->bd_cleanq;
1795         BQ_LOCK(bq);
1796         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1797             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1798         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1799
1800         /*
1801          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1802          * depending.
1803          */
1804         while ((bp = nbp) != NULL) {
1805                 /*
1806                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1807                  * release the bqlock).
1808                  */
1809                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1810
1811                 /*
1812                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1813                  * some kva to reclaim.
1814                  */
1815                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1816                         continue;
1817
1818                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1819                         continue;
1820
1821                 /*
1822                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1823                  * accessed buffers.
1824                  */
1825                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1826                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1827                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1828                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1829                         BUF_UNLOCK(bp);
1830                         continue;
1831                 }
1832
1833                 /*
1834                  * Skip buffers with background writes in progress.
1835                  */
1836                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1837                         BUF_UNLOCK(bp);
1838                         continue;
1839                 }
1840
1841                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1842                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1843                     bp->b_qindex, bp));
1844                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1845                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1846                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1847                 /*
1848                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1849                  * the scan from this point on.
1850                  */
1851                 bq_remove(bq, bp);
1852                 BQ_UNLOCK(bq);
1853
1854                 /*
1855                  * Requeue the background write buffer with error and
1856                  * restart the scan.
1857                  */
1858                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1859                         bqrelse(bp);
1860                         BQ_LOCK(bq);
1861                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1862                         continue;
1863                 }
1864                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1865                 brelse(bp);
1866                 return (0);
1867         }
1868         bd->bd_wanted = 1;
1869         BQ_UNLOCK(bq);
1870
1871         return (ENOBUFS);
1872 }
1873
1874 /*
1875  *      bremfree:
1876  *
1877  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1878  *
1879  */
1880 void
1881 bremfree(struct buf *bp)
1882 {
1883
1884         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1885         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1886             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1887         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1888             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1889         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1890
1891         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1892 }
1893
1894 /*
1895  *      bremfreef:
1896  *
1897  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1898  *      it abuses the b_freelist pointer.
1899  */
1900 void
1901 bremfreef(struct buf *bp)
1902 {
1903         struct bufqueue *bq;
1904
1905         bq = bufqueue_acquire(bp);
1906         bq_remove(bq, bp);
1907         BQ_UNLOCK(bq);
1908 }
1909
1910 static void
1911 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1912 {
1913
1914         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1915         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1916         bq->bq_len = 0;
1917         bq->bq_index = qindex;
1918         bq->bq_subqueue = subqueue;
1919 }
1920
1921 static void
1922 bd_init(struct bufdomain *bd)
1923 {
1924         int i;
1925
1926         /* Per-CPU clean buf queues, plus one global queue. */
1927         bd->bd_subq = mallocarray(mp_maxid + 2, sizeof(struct bufqueue),
1928             M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1929         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1930         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1931         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1932         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1933                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1934                     "bufq clean subqueue lock");
1935         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1936 }
1937
1938 /*
1939  *      bq_remove:
1940  *
1941  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1942  *      correct qlock held.
1943  */
1944 static void
1945 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1946 {
1947
1948         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1949             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1950         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1951             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1952         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1953             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1954
1955         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1956         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1957                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1958         }
1959         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1960             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1961         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1962         bq->bq_len--;
1963         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1964         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1965 }
1966
1967 static void
1968 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1969 {
1970         struct buf *bp;
1971
1972         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1973         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1974                 BD_LOCK(bd);
1975                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1976                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1977                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1978                             b_freelist);
1979                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1980                 }
1981                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1982                 bq->bq_len = 0;
1983         }
1984         if (bd->bd_wanted) {
1985                 bd->bd_wanted = 0;
1986                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1987         }
1988         if (bq != bd->bd_cleanq)
1989                 BD_UNLOCK(bd);
1990 }
1991
1992 static int
1993 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1994 {
1995         struct bufqueue *bq;
1996         int flushed;
1997         int i;
1998
1999         if (bd->bd_lim == 0)
2000                 return (0);
2001         flushed = 0;
2002         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
2003                 bq = &bd->bd_subq[i];
2004                 if (bq->bq_len == 0)
2005                         continue;
2006                 BQ_LOCK(bq);
2007                 bd_flush(bd, bq);
2008                 BQ_UNLOCK(bq);
2009                 flushed++;
2010         }
2011
2012         return (flushed);
2013 }
2014
2015 static void
2016 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
2017 {
2018         struct bufdomain *bd;
2019
2020         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2021                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2022
2023         bd = bufdomain(bp);
2024         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2025                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2026                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2027                         bq = bd->bd_cleanq;
2028                 BQ_LOCK(bq);
2029                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2030         } else {
2031                 BQ_LOCK(bq);
2032                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2033         }
2034         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2035         bq->bq_len++;
2036         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2037         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2038
2039         /*
2040          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2041          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2042          */
2043         if (unlock)
2044                 BUF_UNLOCK(bp);
2045
2046         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2047                 /*
2048                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2049                  */
2050                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2051                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2052                         bd_flush(bd, bq);
2053         }
2054         BQ_UNLOCK(bq);
2055 }
2056
2057 /*
2058  *      bufkva_free:
2059  *
2060  *      Free the kva allocation for a buffer.
2061  *
2062  */
2063 static void
2064 bufkva_free(struct buf *bp)
2065 {
2066
2067 #ifdef INVARIANTS
2068         if (bp->b_kvasize == 0) {
2069                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2070                     bp->b_data == unmapped_buf,
2071                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2072         } else if (buf_mapped(bp))
2073                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2074         else
2075                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2076 #endif
2077         if (bp->b_kvasize == 0)
2078                 return;
2079
2080         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2081         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2082         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2083         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2084         bp->b_kvasize = 0;
2085 }
2086
2087 /*
2088  *      bufkva_alloc:
2089  *
2090  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2091  */
2092 static int
2093 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2094 {
2095         vm_offset_t addr;
2096         int error;
2097
2098         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2099             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2100         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2101         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2102             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2103
2104         bufkva_free(bp);
2105
2106         addr = 0;
2107         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2108         if (error != 0) {
2109                 /*
2110                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2111                  * to defragment the map.
2112                  */
2113                 return (error);
2114         }
2115         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2116         bp->b_kvasize = maxsize;
2117         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2118         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2119                 bp->b_data = unmapped_buf;
2120                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2121         } else {
2122                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2123                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2124         }
2125         return (0);
2126 }
2127
2128 /*
2129  *      bufkva_reclaim:
2130  *
2131  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2132  *      callback that fires to avoid returning failure.
2133  */
2134 static void
2135 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2136 {
2137         bool done;
2138         int q;
2139         int i;
2140
2141         done = false;
2142         for (i = 0; i < 5; i++) {
2143                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2144                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2145                                 done = true;
2146                 if (done)
2147                         break;
2148         }
2149         return;
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2154  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2155  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2156  */
2157 static void
2158 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2159     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2160 {
2161         struct buf *rabp;
2162         struct thread *td;
2163         int i;
2164
2165         td = curthread;
2166
2167         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2168                 if (inmem(vp, *rablkno))
2169                         continue;
2170                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2171                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2172                         brelse(rabp);
2173                         continue;
2174                 }
2175 #ifdef RACCT
2176                 if (racct_enable) {
2177                         PROC_LOCK(curproc);
2178                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2179                         PROC_UNLOCK(curproc);
2180                 }
2181 #endif /* RACCT */
2182                 td->td_ru.ru_inblock++;
2183                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2184                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2185                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2186                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2187                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2188                 }
2189                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2190                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2191                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2192                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2193                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2194                 BUF_KERNPROC(rabp);
2195                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2196                 bstrategy(rabp);
2197         }
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2202  *
2203  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2204  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2205  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2206  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2207  *
2208  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2209  *
2210  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2211  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2212  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2213  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2214  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2215  * for blkno and dblkno.
2216  */
2217 int
2218 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2219     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2220     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2221 {
2222         struct buf *bp;
2223         struct thread *td;
2224         int error, readwait, rv;
2225
2226         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2227         td = curthread;
2228         /*
2229          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2230          * are specified.
2231          */
2232         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2233         if (error != 0) {
2234                 *bpp = NULL;
2235                 return (error);
2236         }
2237         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2238             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2239             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2240         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2241         *bpp = bp;
2242
2243         /*
2244          * If not found in cache, do some I/O
2245          */
2246         readwait = 0;
2247         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2248 #ifdef RACCT
2249                 if (racct_enable) {
2250                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2251                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2252                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2253                 }
2254 #endif /* RACCT */
2255                 td->td_ru.ru_inblock++;
2256                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2257                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2258                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2259                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2260                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2261                 }
2262                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2263                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2264                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2265                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2266                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2267                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2268                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2269                 bstrategy(bp);
2270                 ++readwait;
2271         }
2272
2273         /*
2274          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2275          */
2276         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2277
2278         rv = 0;
2279         if (readwait) {
2280                 rv = bufwait(bp);
2281                 if (rv != 0) {
2282                         brelse(bp);
2283                         *bpp = NULL;
2284                 }
2285         }
2286         return (rv);
2287 }
2288
2289 /*
2290  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2291  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2292  * is invalid.
2293  *
2294  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2295  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2296  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2297  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2298  * here.
2299  */
2300 int
2301 bufwrite(struct buf *bp)
2302 {
2303         int oldflags;
2304         struct vnode *vp;
2305         long space;
2306         int vp_md;
2307
2308         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2309         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2310                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2311                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2312                 brelse(bp);
2313                 return (ENXIO);
2314         }
2315         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2316                 brelse(bp);
2317                 return (0);
2318         }
2319
2320         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2321                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2322
2323         oldflags = bp->b_flags;
2324
2325         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2326             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2327
2328         vp = bp->b_vp;
2329         if (vp)
2330                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2331         else
2332                 vp_md = 0;
2333
2334         /*
2335          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2336          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2337          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2338          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2339          */
2340         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2341         bundirty(bp);
2342
2343         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2344         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2345         bp->b_flags |= B_CACHE;
2346         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2347
2348         vfs_busy_pages(bp, 1);
2349
2350         /*
2351          * Normal bwrites pipeline writes
2352          */
2353         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2354         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2355
2356 #ifdef RACCT
2357         if (racct_enable) {
2358                 PROC_LOCK(curproc);
2359                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2360                 PROC_UNLOCK(curproc);
2361         }
2362 #endif /* RACCT */
2363         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2364         if (oldflags & B_ASYNC)
2365                 BUF_KERNPROC(bp);
2366         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2367         buf_track(bp, __func__);
2368         bstrategy(bp);
2369
2370         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2371                 int rtval = bufwait(bp);
2372                 brelse(bp);
2373                 return (rtval);
2374         } else if (space > hirunningspace) {
2375                 /*
2376                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2377                  * system.  We will not deadlock here because
2378                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2379                  * to complete. We do not block here if it is the update
2380                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2381                  * to deadlock.
2382                  */
2383                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2384                         waitrunningbufspace();
2385         }
2386
2387         return (0);
2388 }
2389
2390 void
2391 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2392 {
2393         struct buf *nbp;
2394         struct bufdomain *bd;
2395
2396         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2397         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2398                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2399                 altbufferflushes++;
2400         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2401                 BO_LOCK(bo);
2402                 /*
2403                  * Try to find a buffer to flush.
2404                  */
2405                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2406                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2407                             BUF_LOCK(nbp,
2408                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2409                                 continue;
2410                         if (bp == nbp)
2411                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2412                         BO_UNLOCK(bo);
2413                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2414                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2415                                 BO_LOCK(bo);
2416                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2417                                 continue;
2418                         }
2419                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2420                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2421                         } else {
2422                                 bremfree(nbp);
2423                                 bawrite(nbp);
2424                         }
2425                         dirtybufferflushes++;
2426                         break;
2427                 }
2428                 if (nbp == NULL)
2429                         BO_UNLOCK(bo);
2430         }
2431 }
2432
2433 /*
2434  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2435  * anything if the buffer is marked invalid.
2436  *
2437  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2438  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2439  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2440  * out synchronously.
2441  */
2442 void
2443 bdwrite(struct buf *bp)
2444 {
2445         struct thread *td = curthread;
2446         struct vnode *vp;
2447         struct bufobj *bo;
2448
2449         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2450         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2451         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2452             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2453
2454         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2455                 brelse(bp);
2456                 return;
2457         }
2458
2459         /*
2460          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2461          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2462          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2463          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2464          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2465          */
2466         vp = bp->b_vp;
2467         bo = bp->b_bufobj;
2468         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2469                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2470                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2471                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2472         } else
2473                 recursiveflushes++;
2474
2475         bdirty(bp);
2476         /*
2477          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2478          * true even of NFS now.
2479          */
2480         bp->b_flags |= B_CACHE;
2481
2482         /*
2483          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2484          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2485          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2486          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2487          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2488          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2489          * the bmap then...  So, this is important to do.
2490          */
2491         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2492                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2493         }
2494
2495         buf_track(bp, __func__);
2496
2497         /*
2498          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2499          * pages.
2500          *
2501          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2502          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2503          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2504          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2505          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2506          * or perhaps the cluster will be completed.
2507          */
2508         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2509         bqrelse(bp);
2510
2511         /*
2512          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2513          * due to the softdep code.
2514          */
2515 }
2516
2517 /*
2518  *      bdirty:
2519  *
2520  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2521  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2522  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2523  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2524  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2525  *
2526  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2527  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2528  *      should only be called if the buffer is known-good.
2529  *
2530  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2531  *      count.
2532  *
2533  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2534  */
2535 void
2536 bdirty(struct buf *bp)
2537 {
2538
2539         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2540             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2541         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2542         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2543             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2544         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2545         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2546
2547         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2548                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2549                 reassignbuf(bp);
2550                 bdirtyadd(bp);
2551         }
2552 }
2553
2554 /*
2555  *      bundirty:
2556  *
2557  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2558  *
2559  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2560  *      count.
2561  *
2562  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2563  */
2564
2565 void
2566 bundirty(struct buf *bp)
2567 {
2568
2569         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2570         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2571         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2572             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2573
2574         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2575                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2576                 reassignbuf(bp);
2577                 bdirtysub(bp);
2578         }
2579         /*
2580          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2581          */
2582         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2583 }
2584
2585 /*
2586  *      bawrite:
2587  *
2588  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2589  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2590  *
2591  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2592  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2593  */
2594 void
2595 bawrite(struct buf *bp)
2596 {
2597
2598         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2599         (void) bwrite(bp);
2600 }
2601
2602 /*
2603  *      babarrierwrite:
2604  *
2605  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2606  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2607  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2608  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2609  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2610  */
2611 void
2612 babarrierwrite(struct buf *bp)
2613 {
2614
2615         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2616         (void) bwrite(bp);
2617 }
2618
2619 /*
2620  *      bbarrierwrite:
2621  *
2622  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2623  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2624  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2625  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2626  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2627  */
2628 int
2629 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2630 {
2631
2632         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2633         return (bwrite(bp));
2634 }
2635
2636 /*
2637  *      bwillwrite:
2638  *
2639  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2640  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2641  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2642  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2643  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2644  */
2645 void
2646 bwillwrite(void)
2647 {
2648
2649         if (buf_dirty_count_severe()) {
2650                 mtx_lock(&bdirtylock);
2651                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2652                         bdirtywait = 1;
2653                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2654                             "flswai", 0);
2655                 }
2656                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2657         }
2658 }
2659
2660 /*
2661  * Return true if we have too many dirty buffers.
2662  */
2663 int
2664 buf_dirty_count_severe(void)
2665 {
2666
2667         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2668 }
2669
2670 /*
2671  *      brelse:
2672  *
2673  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2674  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2675  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2676  */
2677 void
2678 brelse(struct buf *bp)
2679 {
2680         struct mount *v_mnt;
2681         int qindex;
2682
2683         /*
2684          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2685          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2686          */
2687         if (bp == NULL)
2688                 return;
2689         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2690             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2691         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2692             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2693         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2694             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2695
2696         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2697                 /*
2698                  * Do not process, in particular, do not handle the
2699                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2700                  */
2701                 BUF_UNLOCK(bp);
2702                 return;
2703         }
2704
2705         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2706                 bqrelse(bp);
2707                 return;
2708         }
2709
2710         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2711                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2712         } else {
2713                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2714                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2715         }
2716
2717         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2718                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2719                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2720                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2721                 bdirty(bp);
2722         }
2723
2724         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2725             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2726                 /*
2727                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2728                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2729                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2730                  * freed.
2731                  */
2732                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2733                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2734         }
2735
2736         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2737             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2738             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2739                 /*
2740                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2741                  * means the device is gone) are treated as being
2742                  * transient.
2743                  *
2744                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2745                  * contract with the local storage device drivers is that
2746                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2747                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2748                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2749                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2750                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2751                  * this entire case should be made obsolete through better
2752                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2753                  *
2754                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2755                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2756                  * to access the buffer to untangle them.
2757                  *
2758                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2759                  */
2760                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2761                 bdirty(bp);
2762         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2763             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2764                 /*
2765                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2766                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2767                  * no longer present.
2768                  */
2769                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2770                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2771                         buf_deallocate(bp);
2772                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2773                         bdirtysub(bp);
2774                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2775                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2776                         allocbuf(bp, 0);
2777                         if (bp->b_vp)
2778                                 brelvp(bp);
2779                 }
2780         }
2781
2782         /*
2783          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2784          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2785          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2786          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2787          * 
2788          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2789          * if B_DELWRI is set.
2790          */
2791         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2792                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2793
2794         /*
2795          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2796          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2797          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2798          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2799          *
2800          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2801          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2802          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2803          *
2804          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2805          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2806          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2807          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2808          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2809          * background write.
2810          */
2811
2812         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2813
2814         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2815             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2816             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2817             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2818                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2819                 allocbuf(bp, 0);
2820         }
2821
2822         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2823             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2824                 allocbuf(bp, 0);
2825                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2826                 if (bp->b_vp != NULL)
2827                         brelvp(bp);
2828         }
2829
2830         /*
2831          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2832          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2833          * doesn't find it.
2834          */
2835         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2836             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2837                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2838         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2839                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2840                         bundirty(bp);
2841                 if (bp->b_vp)
2842                         brelvp(bp);
2843         }
2844
2845         buf_track(bp, __func__);
2846
2847         /* buffers with no memory */
2848         if (bp->b_bufsize == 0) {
2849                 buf_free(bp);
2850                 return;
2851         }
2852         /* buffers with junk contents */
2853         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2854             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2855                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2856                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2857                         panic("losing buffer 2");
2858                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2859                 bp->b_flags |= B_AGE;
2860         /* remaining buffers */
2861         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2862                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2863         else
2864                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2865
2866         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2867                 panic("brelse: not dirty");
2868
2869         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2870         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2871         /* binsfree unlocks bp. */
2872         binsfree(bp, qindex);
2873 }
2874
2875 /*
2876  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2877  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2878  *
2879  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2880  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2881  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2882  * again soon.
2883  *
2884  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2885  */
2886 void
2887 bqrelse(struct buf *bp)
2888 {
2889         int qindex;
2890
2891         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2892         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2893             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2894
2895         qindex = QUEUE_NONE;
2896         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2897                 /* do not release to free list */
2898                 BUF_UNLOCK(bp);
2899                 return;
2900         }
2901         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2902         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2903
2904         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2905                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2906         } else {
2907                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2908                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2909         }
2910
2911         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2912                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2913                         bremfreef(bp);
2914                 goto out;
2915         }
2916
2917         /* buffers with stale but valid contents */
2918         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2919             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2920                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2921                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2922                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2923                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2924         } else {
2925                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2926                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2927                         panic("bqrelse: not dirty");
2928                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2929                         brelse(bp);
2930                         return;
2931                 }
2932                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2933         }
2934         buf_track(bp, __func__);
2935         /* binsfree unlocks bp. */
2936         binsfree(bp, qindex);
2937         return;
2938
2939 out:
2940         buf_track(bp, __func__);
2941         /* unlock */
2942         BUF_UNLOCK(bp);
2943 }
2944
2945 /*
2946  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2947  * restore bogus pages.
2948  */
2949 static void
2950 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2951 {
2952         vm_ooffset_t foff;
2953         vm_page_t m;
2954         vm_object_t obj;
2955         struct vnode *vp __unused;
2956         int i, iosize, resid;
2957         bool bogus;
2958
2959         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2960         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2961             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2962             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2963
2964         vp = bp->b_vp;
2965         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2966         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2967
2968         foff = bp->b_offset;
2969         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2970             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2971
2972         bogus = false;
2973         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2974         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2975                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2976                 if (resid > iosize)
2977                         resid = iosize;
2978
2979                 /*
2980                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2981                  */
2982                 m = bp->b_pages[i];
2983                 if (m == bogus_page) {
2984                         bogus = true;
2985                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2986                         if (m == NULL)
2987                                 panic("biodone: page disappeared!");
2988                         bp->b_pages[i] = m;
2989                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2990                         /*
2991                          * In the write case, the valid and clean bits are
2992                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2993                          * only need to do this here in the read case.
2994                          */
2995                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2996                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2997                             "has unexpected dirty bits", m));
2998                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2999                 }
3000                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3001                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3002                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3003
3004                 vm_page_sunbusy(m);
3005                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3006                 iosize -= resid;
3007         }
3008         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
3009         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
3010                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3011                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3012                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3013         }
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
3018  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3019  */
3020 static void
3021 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3022 {
3023         vm_object_t obj;
3024         vm_page_t m;
3025         int flags, i, resid, poffset, presid;
3026
3027         if (buf_mapped(bp)) {
3028                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3029                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3030         } else
3031                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3032         /*
3033          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3034          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3035          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3036          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3037          *
3038          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3039          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3040          * m->dirty, etc...). 
3041          *
3042          * See man buf(9) for more information
3043          */
3044         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3045         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3046         resid = bp->b_bufsize;
3047         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3048         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3049         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3050                 m = bp->b_pages[i];
3051                 if (m == bogus_page)
3052                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3053                 bp->b_pages[i] = NULL;
3054
3055                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3056                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3057                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3058                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3059                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3060                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3061                 vm_page_sunbusy(m);
3062                 vm_page_release_locked(m, flags);
3063                 resid -= presid;
3064                 poffset = 0;
3065         }
3066         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3067         bp->b_npages = 0;
3068 }
3069
3070 /*
3071  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3072  */
3073 static void
3074 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3075 {
3076         vm_object_t obj;
3077         vm_page_t m;
3078         int flags, i;
3079
3080         if (bp->b_npages == desiredpages)
3081                 return;
3082
3083         if (buf_mapped(bp)) {
3084                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3085                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3086                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3087         } else
3088                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3089
3090         /*
3091          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3092          */
3093         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3094         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3095                 flags |= VPR_TRYFREE;
3096                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3097                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3098         } else {
3099                 obj = NULL;
3100         }
3101         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3102                 m = bp->b_pages[i];
3103                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3104                 bp->b_pages[i] = NULL;
3105                 if (obj != NULL)
3106                         vm_page_release_locked(m, flags);
3107                 else
3108                         vm_page_release(m, flags);
3109         }
3110         if (obj != NULL)
3111                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3112         bp->b_npages = desiredpages;
3113 }
3114
3115 /*
3116  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3117  */
3118 static void
3119 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3120 {
3121         /*
3122          * We are growing the buffer, possibly in a 
3123          * byte-granular fashion.
3124          */
3125         vm_object_t obj;
3126         vm_offset_t toff;
3127         vm_offset_t tinc;
3128         vm_page_t m;
3129
3130         /*
3131          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3132          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3133          * are not valid for the range covered by the buffer.
3134          */
3135         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3136         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3137                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3138                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3139                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3140
3141                 /*
3142                  * We must allocate system pages since blocking
3143                  * here could interfere with paging I/O, no
3144                  * matter which process we are.
3145                  *
3146                  * Only exclusive busy can be tested here.
3147                  * Blocking on shared busy might lead to
3148                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3149                  * pages are vfs_busy_pages().
3150                  */
3151                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3152                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3153                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3154                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3155                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3156                 bp->b_npages = desiredpages;
3157         }
3158
3159         /*
3160          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3161          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3162          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3163          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3164          * aligned range ( newbsize ).
3165          *
3166          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3167          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3168          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3169          * fails with NFS if the server or some other client
3170          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3171          * B_CACHE may remain set! XXX
3172          */
3173         toff = bp->b_bcount;
3174         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3175         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3176                 vm_pindex_t pi;
3177
3178                 if (tinc > (size - toff))
3179                         tinc = size - toff;
3180                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3181                 m = bp->b_pages[pi];
3182                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3183                 toff += tinc;
3184                 tinc = PAGE_SIZE;
3185         }
3186
3187         /*
3188          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3189          */
3190         if (buf_mapped(bp))
3191                 bpmap_qenter(bp);
3192         else
3193                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3198  * write.
3199  */
3200 static int
3201 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3202 {
3203         struct buf *bpa;
3204         int match;
3205
3206         match = 0;
3207
3208         /* If the buf isn't in core skip it */
3209         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3210                 return (0);
3211
3212         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3213         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3214                 return (0);
3215
3216         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3217         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3218             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3219                 goto done;
3220
3221         if (bpa->b_bufsize != size)
3222                 goto done;
3223
3224         /*
3225          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3226          * block has been mapped.
3227          */
3228         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3229                 match = 1;
3230 done:
3231         BUF_UNLOCK(bpa);
3232         return (match);
3233 }
3234
3235 /*
3236  *      vfs_bio_awrite:
3237  *
3238  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3239  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3240  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3241  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3242  */
3243 int
3244 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3245 {
3246         struct bufobj *bo;
3247         int i;
3248         int j;
3249         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3250         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3251         int ncl;
3252         int nwritten;
3253         int size;
3254         int maxcl;
3255         int gbflags;
3256
3257         bo = &vp->v_bufobj;
3258         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3259         /*
3260          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3261          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3262          * rather then at the beginning.
3263          */
3264         if ((vp->v_type == VREG) && 
3265             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3266             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3267                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3268                 maxcl = maxphys / size;
3269
3270                 BO_RLOCK(bo);
3271                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3272                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3273                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3274                                 break;
3275
3276                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3277                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3278                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3279                                 break;
3280                 BO_RUNLOCK(bo);
3281                 --j;
3282                 ncl = i + j;
3283                 /*
3284                  * this is a possible cluster write
3285                  */
3286                 if (ncl != 1) {
3287                         BUF_UNLOCK(bp);
3288                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3289                             gbflags);
3290                         return (nwritten);
3291                 }
3292         }
3293         bremfree(bp);
3294         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3295         /*
3296          * default (old) behavior, writing out only one block
3297          *
3298          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3299          */
3300         nwritten = bp->b_bufsize;
3301         (void) bwrite(bp);
3302
3303         return (nwritten);
3304 }
3305
3306 /*
3307  *      getnewbuf_kva:
3308  *
3309  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3310  */
3311 static int
3312 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3313 {
3314
3315         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3316                 /*
3317                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3318                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3319                  */
3320                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3321
3322                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3323                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3324                         return (ENOSPC);
3325         }
3326         return (0);
3327 }
3328
3329 /*
3330  *      getnewbuf:
3331  *
3332  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3333  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3334  *
3335  *      We block if:
3336  *              We have insufficient buffer headers
3337  *              We have insufficient buffer space
3338  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3339  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3340  *
3341  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3342  *      allocbuf() is called.
3343  */
3344 static struct buf *
3345 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3346 {
3347         struct bufdomain *bd;
3348         struct buf *bp;
3349         bool metadata, reserved;
3350
3351         bp = NULL;
3352         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3353             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3354         if (!unmapped_buf_allowed)
3355                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3356
3357         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3358             vp->v_type == VCHR)
3359                 metadata = true;
3360         else
3361                 metadata = false;
3362         if (vp == NULL)
3363                 bd = &bdomain[0];
3364         else
3365                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3366
3367         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3368         reserved = false;
3369         do {
3370                 if (reserved == false &&
3371                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3372                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3373                         continue;
3374                 }
3375                 reserved = true;
3376                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3377                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3378                         continue;
3379                 }
3380                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3381                         return (bp);
3382                 break;
3383         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3384
3385         if (reserved)
3386                 bufspace_release(bd, maxsize);
3387         if (bp != NULL) {
3388                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3389                 brelse(bp);
3390         }
3391         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3392
3393         return (NULL);
3394 }
3395
3396 /*
3397  *      buf_daemon:
3398  *
3399  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3400  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3401  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3402  */
3403 static struct kproc_desc buf_kp = {
3404         "bufdaemon",
3405         buf_daemon,
3406         &bufdaemonproc
3407 };
3408 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3409
3410 static int
3411 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3412 {
3413         int flushed;
3414
3415         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3416         if (flushed == 0) {
3417                 /*
3418                  * Could not find any buffers without rollback
3419                  * dependencies, so just write the first one
3420                  * in the hopes of eventually making progress.
3421                  */
3422                 if (vp != NULL && target > 2)
3423                         target /= 2;
3424                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3425         }
3426         return (flushed);
3427 }
3428
3429 static void
3430 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3431 {
3432         int error;
3433
3434         if (KERNEL_PANICKED())
3435                 return;
3436
3437         mtx_lock(&bdlock);
3438         bd_shutdown = true;
3439         wakeup(&bd_request);
3440         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3441             60 * hz);
3442         mtx_unlock(&bdlock);
3443         if (error != 0)
3444                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3445 }
3446
3447 static void
3448 buf_daemon(void)
3449 {
3450         struct bufdomain *bd;
3451         int speedupreq;
3452         int lodirty;
3453         int i;
3454
3455         /*
3456          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3457          */
3458         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3459             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3460
3461         /*
3462          * Start the buf clean daemons as children threads.
3463          */
3464         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3465                 int error;
3466
3467                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3468                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3469                 if (error)
3470                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3471         }
3472
3473         /*
3474          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3475          */
3476         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3477         mtx_lock(&bdlock);
3478         while (!bd_shutdown) {
3479                 bd_request = 0;
3480                 mtx_unlock(&bdlock);
3481
3482                 /*
3483                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3484                  * requests.
3485                  */
3486                 speedupreq = bd_speedupreq;
3487                 bd_speedupreq = 0;
3488
3489                 /*
3490                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3491                  * the speedup request.
3492                  */
3493                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3494                         bd = &bdomain[i];
3495                         if (speedupreq)
3496                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3497                         else
3498                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3499                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3500                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3501                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3502                                         break;
3503                                 kern_yield(PRI_USER);
3504                         }
3505                 }
3506
3507                 /*
3508                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3509                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3510                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3511                  * built up, within reason.
3512                  *
3513                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3514                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3515                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3516                  */
3517                 mtx_lock(&bdlock);
3518                 if (bd_shutdown)
3519                         break;
3520                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3521                         /*
3522                          * We reached our low water mark, reset the
3523                          * request and sleep until we are needed again.
3524                          * The sleep is just so the suspend code works.
3525                          */
3526                         bd_request = 0;
3527                         /*
3528                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3529                          * changed via sysctl and the explicit transition
3530                          * out of shortfall was missed.
3531                          */
3532                         bdirtywakeup();
3533                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3534                                 runningwakeup();
3535                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3536                 } else {
3537                         /*
3538                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3539                          * still have too many dirty buffers, we
3540                          * have to sleep and try again.  (rare)
3541                          */
3542                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3543                 }
3544         }
3545         wakeup(&bd_shutdown);
3546         mtx_unlock(&bdlock);
3547         kthread_exit();
3548 }
3549
3550 /*
3551  *      flushbufqueues:
3552  *
3553  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3554  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3555  *      particularly sensitive to.
3556  */
3557 static int flushwithdeps = 0;
3558 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3559     &flushwithdeps, 0,
3560     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3561
3562 static int
3563 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3564     int flushdeps)
3565 {
3566         struct bufqueue *bq;
3567         struct buf *sentinel;
3568         struct vnode *vp;
3569         struct mount *mp;
3570         struct buf *bp;
3571         int hasdeps;
3572         int flushed;
3573         int error;
3574         bool unlock;
3575
3576         flushed = 0;
3577         bq = &bd->bd_dirtyq;
3578         bp = NULL;
3579         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3580         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3581         BQ_LOCK(bq);
3582         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3583         BQ_UNLOCK(bq);
3584         while (flushed != target) {
3585                 maybe_yield();
3586                 BQ_LOCK(bq);
3587                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3588                 if (bp != NULL) {
3589                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3590                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3591                             b_freelist);
3592                 } else {
3593                         BQ_UNLOCK(bq);
3594                         break;
3595                 }
3596                 /*
3597                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3598                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3599                  *
3600                  * Only flush the buffers that belong to the
3601                  * vnode locked by the curthread.
3602                  */
3603                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3604                     bp->b_vp != lvp)) {
3605                         BQ_UNLOCK(bq);
3606                         continue;
3607                 }
3608                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3609                 BQ_UNLOCK(bq);
3610                 if (error != 0)
3611                         continue;
3612
3613                 /*
3614                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3615                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3616                  */
3617                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3618                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3619                         BUF_UNLOCK(bp);
3620                         continue;
3621                 }
3622                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3623                         bremfreef(bp);
3624                         brelse(bp);
3625                         flushed++;
3626                         continue;
3627                 }
3628
3629                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3630                         if (flushdeps == 0) {
3631                                 BUF_UNLOCK(bp);
3632                                 continue;
3633                         }
3634                         hasdeps = 1;
3635                 } else
3636                         hasdeps = 0;
3637                 /*
3638                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3639                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3640                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3641                  * system.
3642                  *
3643                  * The lock order here is the reverse of the normal
3644                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3645                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3646                  */
3647                 vp = bp->b_vp;
3648                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3649                         BUF_UNLOCK(bp);
3650                         continue;
3651                 }
3652                 if (lvp == NULL) {
3653                         unlock = true;
3654                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3655                 } else {
3656                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3657                         unlock = false;
3658                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3659                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3660                 }
3661                 if (error == 0) {
3662                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3663                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3664                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3665                                 vfs_bio_awrite(bp);
3666                         } else {
3667                                 bremfree(bp);
3668                                 bwrite(bp);
3669                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3670                         }
3671                         vn_finished_write(mp);
3672                         if (unlock)
3673                                 VOP_UNLOCK(vp);
3674                         flushwithdeps += hasdeps;
3675                         flushed++;
3676
3677                         /*
3678                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3679                          * vnode lock leads to deadlock.
3680                          */
3681                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3682                             runningbufspace > hirunningspace)
3683                                 waitrunningbufspace();
3684                         continue;
3685                 }
3686                 vn_finished_write(mp);
3687                 BUF_UNLOCK(bp);
3688         }
3689         BQ_LOCK(bq);
3690         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3691         BQ_UNLOCK(bq);
3692         free(sentinel, M_TEMP);
3693         return (flushed);
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Check to see if a block is currently memory resident.
3698  */
3699 struct buf *
3700 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3701 {
3702         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Returns true if no I/O is needed to access the
3707  * associated VM object.  This is like incore except
3708  * it also hunts around in the VM system for the data.
3709  */
3710 bool
3711 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3712 {
3713         vm_object_t obj;
3714         vm_offset_t toff, tinc, size;
3715         vm_page_t m, n;
3716         vm_ooffset_t off;
3717         int valid;
3718
3719         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3720
3721         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3722                 return (true);
3723         if (vp->v_mount == NULL)
3724                 return (false);
3725         obj = vp->v_object;
3726         if (obj == NULL)
3727                 return (false);
3728
3729         size = PAGE_SIZE;
3730         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3731                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3732         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3733
3734         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3735                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3736 recheck:
3737                 if (m == NULL)
3738                         return (false);
3739
3740                 tinc = size;
3741                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3742                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3743                 /*
3744                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3745                  * during the check.
3746                  */
3747                 valid = vm_page_is_valid(m,
3748                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3749                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3750                 if (m != n) {
3751                         m = n;
3752                         goto recheck;
3753                 }
3754                 if (!valid)
3755                         return (false);
3756         }
3757         return (true);
3758 }
3759
3760 /*
3761  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3762  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3763  * to the size of the buffer.
3764  *
3765  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3766  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3767  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3768  *
3769  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3770  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3771  */
3772 static void
3773 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3774 {
3775         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3776         vm_page_t m;
3777         int i;
3778
3779         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3780                 return;
3781
3782         foff = bp->b_offset;
3783         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3784             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3785
3786         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3787         vfs_setdirty_range(bp);
3788         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3789                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3790                 eoff = noff;
3791                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3792                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3793                 m = bp->b_pages[i];
3794                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3795                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3796                 foff = noff;
3797         }
3798         vfs_busy_pages_release(bp);
3799 }
3800
3801 static void
3802 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3803 {
3804         vm_offset_t boffset;
3805         vm_offset_t eoffset;
3806         int i;
3807
3808         /*
3809          * test the pages to see if they have been modified directly
3810          * by users through the VM system.
3811          */
3812         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3813                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3814
3815         /*
3816          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3817          * (eoffset - boffset) bytes.
3818          */
3819
3820         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3821                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3822                         break;
3823         }
3824         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3825
3826         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3827                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3828                         break;
3829                 }
3830         }
3831         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3832
3833         /*
3834          * Fit it to the buffer.
3835          */
3836
3837         if (eoffset > bp->b_bcount)
3838                 eoffset = bp->b_bcount;
3839
3840         /*
3841          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3842          * dirty range.
3843          */
3844
3845         if (boffset < eoffset) {
3846                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3847                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3848                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3849                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3850         }
3851 }
3852
3853 /*
3854  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3855  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3856  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3857  */
3858 static void
3859 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3860 {
3861         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3862         off_t offset;
3863
3864         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3865             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3866         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3867             bp->b_data == unmapped_buf &&
3868             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3869         if (!need_mapping && !need_kva)
3870                 return;
3871
3872         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3873
3874         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3875                 /*
3876                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3877                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3878                  * allocated space.
3879                  */
3880                 goto has_addr;
3881         }
3882
3883         /*
3884          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3885          * if the buffer was mapped.
3886          */
3887         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3888         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3889         offset = blkno * bsize;
3890         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3891         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3892
3893         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3894                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3895                         /*
3896                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3897                          * succeed, not sure what else to do.
3898                          */
3899                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3900                 }
3901                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3902                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3903         }
3904 has_addr:
3905         if (need_mapping) {
3906                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3907                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3908                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3909                 bpmap_qenter(bp);
3910         }
3911 }
3912
3913 struct buf *
3914 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3915     int flags)
3916 {
3917         struct buf *bp;
3918         int error;
3919
3920         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3921         if (error != 0)
3922                 return (NULL);
3923         return (bp);
3924 }
3925
3926 /*
3927  *      getblkx:
3928  *
3929  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3930  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3931  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3932  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3933  *      READ.
3934  *
3935  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3936  *      an existing buffer.
3937  *
3938  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3939  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3940  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3941  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3942  *
3943  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3944  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3945  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3946  *      backing VM.
3947  *
3948  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3949  *      B_CACHE bit is clear.
3950  *
3951  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3952  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3953  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3954  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3955  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3956  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3957  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3958  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3959  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3960  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3961  *
3962  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3963  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3964  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3965  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3966  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3967  *      for blkno and dblkno.
3968  */
3969 int
3970 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3971     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3972 {
3973         struct buf *bp;
3974         struct bufobj *bo;
3975         daddr_t d_blkno;
3976         int bsize, error, maxsize, vmio;
3977         off_t offset;
3978
3979         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3980         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3981             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3982         if (vp->v_type != VCHR)
3983                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3984         if (size > maxbcachebuf)
3985                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3986                     maxbcachebuf);
3987         if (!unmapped_buf_allowed)
3988                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3989
3990         bo = &vp->v_bufobj;
3991         d_blkno = dblkno;
3992
3993         /* Attempt lockless lookup first. */
3994         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3995         if (bp == NULL) {
3996                 /*
3997                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3998                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3999                  */
4000                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
4001                         goto loop;
4002                 goto newbuf_unlocked;
4003         }
4004
4005         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
4006             0);
4007         if (error != 0)
4008                 goto loop;
4009
4010         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
4011         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
4012                 goto foundbuf_fastpath;
4013
4014         /* It changed, fallback to locked lookup. */
4015         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
4016
4017 loop:
4018         BO_RLOCK(bo);
4019         bp = gbincore(bo, blkno);
4020         if (bp != NULL) {
4021                 int lockflags;
4022
4023                 /*
4024                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4025                  * it must be on a queue.
4026                  */
4027                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4028                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4029 #ifdef WITNESS
4030                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4031 #endif
4032
4033                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4034                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4035
4036                 /*
4037                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4038                  * the buffer changed identities.
4039                  */
4040                 if (error == ENOLCK)
4041                         goto loop;
4042                 /* We timed out or were interrupted. */
4043                 else if (error != 0)
4044                         return (error);
4045
4046 foundbuf_fastpath:
4047                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4048                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4049                         goto end;
4050
4051                 /*
4052                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4053                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4054                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4055                  * backing VM cache.
4056                  */
4057                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4058                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4059                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4060                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4061                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4062                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4063                 else
4064                         bremfree(bp);
4065
4066                 /*
4067                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4068                  */
4069                 if (bp->b_bcount != size) {
4070                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4071                             (size > bp->b_kvasize)) {
4072                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4073                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4074                                         bwrite(bp);
4075                                 } else {
4076                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4077                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4078                                                 brelse(bp);
4079                                         } else {
4080                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4081                                                 bwrite(bp);
4082                                         }
4083                                 }
4084                                 goto loop;
4085                         }
4086                 }
4087
4088                 /*
4089                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4090                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4091                  * reservation is requested.
4092                  */
4093                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4094
4095                 /*
4096                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4097                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4098                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4099                  * unchanged from its previous state.
4100                  */
4101                 allocbuf(bp, size);
4102
4103                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4104                     ("getblk: no buffer offset"));
4105
4106                 /*
4107                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4108                  * be committed before we can return the buffer in
4109                  * order to prevent the caller from issuing a read
4110                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4111                  * it.
4112                  *
4113                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4114                  * operate properly either because they assume they
4115                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4116                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4117                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4118                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4119                  * preventing further loops.
4120                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4121                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4122                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4123                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4124                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4125                  * after the write.
4126                  *
4127                  * We might be able to do something fancy, like setting
4128                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4129                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4130                  * confusing.  This is much easier.
4131                  */
4132
4133                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4134                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4135                         bwrite(bp);
4136                         goto loop;
4137                 }
4138                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4139         } else {
4140                 /*
4141                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4142                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4143                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4144                  */
4145                 BO_RUNLOCK(bo);
4146 newbuf_unlocked:
4147                 /*
4148                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4149                  * here.
4150                  */
4151                 if (flags & GB_NOCREAT)
4152                         return (EEXIST);
4153
4154                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4155                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4156                 offset = blkno * bsize;
4157                 vmio = vp->v_object != NULL;
4158                 if (vmio) {
4159                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4160                 } else {
4161                         maxsize = size;
4162                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4163                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4164                 }
4165                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4166                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4167                     !vn_isdisk(vp)) {
4168                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4169                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4170                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4171                             vp));
4172                         if (error != 0)
4173                                 return (error);
4174                         if (d_blkno == -1)
4175                                 return (EJUSTRETURN);
4176                 }
4177
4178                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4179                 if (bp == NULL) {
4180                         if (slpflag || slptimeo)
4181                                 return (ETIMEDOUT);
4182                         /*
4183                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4184                          * enough to work under very low memory conditions.
4185                          *
4186                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4187                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4188                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4189                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4190                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4191                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4192                          * This never happens because we never yield.
4193                          *
4194                          * The real solution is to identify and fix these cases
4195                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4196                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4197                          */
4198                         kern_yield(PRI_USER);
4199                         goto loop;
4200                 }
4201
4202                 /*
4203                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4204                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4205                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4206                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4207                  * throw away the one we just created.
4208                  *
4209                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4210                  * with the vp especially considering limitations in
4211                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4212                  * lblkno's.
4213                  */
4214                 BO_LOCK(bo);
4215                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4216                         BO_UNLOCK(bo);
4217                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4218                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4219                         brelse(bp);
4220                         goto loop;
4221                 }
4222
4223                 /*
4224                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4225                  * be found by incore.
4226                  */
4227                 bp->b_lblkno = blkno;
4228                 bp->b_blkno = d_blkno;
4229                 bp->b_offset = offset;
4230                 bgetvp(vp, bp);
4231                 BO_UNLOCK(bo);
4232
4233                 /*
4234                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4235                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4236                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4237                  * backing store for validity.
4238                  */
4239
4240                 if (vmio) {
4241                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4242                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4243                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4244                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4245                 } else {
4246                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4247                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4248                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4249                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4250                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4251                 }
4252
4253                 allocbuf(bp, size);
4254                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4255                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4256         }
4257         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4258 end:
4259         buf_track(bp, __func__);
4260         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4261             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4262         *bpp = bp;
4263         return (0);
4264 }
4265
4266 /*
4267  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4268  * set to B_INVAL.
4269  */
4270 struct buf *
4271 geteblk(int size, int flags)
4272 {
4273         struct buf *bp;
4274         int maxsize;
4275
4276         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4277         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4278                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4279                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4280                         return (NULL);
4281         }
4282         allocbuf(bp, size);
4283         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4284         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4285         return (bp);
4286 }
4287
4288 /*
4289  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4290  */
4291 static void
4292 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4293 {
4294
4295         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4296                 /*
4297                  * malloced buffers are not shrunk
4298                  */
4299                 if (newbsize == 0) {
4300                         bufmallocadjust(bp, 0);
4301                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4302                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4303                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4304                 }
4305                 return;
4306         }
4307         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4308         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4309 }
4310
4311 /*
4312  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4313  */
4314 static void
4315 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4316 {
4317         caddr_t origbuf;
4318         int origbufsize;
4319
4320         /*
4321          * We only use malloced memory on the first allocation.
4322          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4323          * grows.
4324          *
4325          * There is a potential smp race here that could lead
4326          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4327          * is probably extremely rare and not worth worrying
4328          * over.
4329          */
4330         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4331             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4332                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4333                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4334                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4335                 return;
4336         }
4337
4338         /*
4339          * If the buffer is growing on its other-than-first
4340          * allocation then we revert to the page-allocation
4341          * scheme.
4342          */
4343         origbuf = NULL;
4344         origbufsize = 0;
4345         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4346                 origbuf = bp->b_data;
4347                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4348                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4349                 bufmallocadjust(bp, 0);
4350                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4351                 newbsize = round_page(newbsize);
4352         }
4353         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4354             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4355         if (origbuf != NULL) {
4356                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4357                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4358         }
4359         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4360 }
4361
4362 /*
4363  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4364  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4365  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4366  * resize a buffer up or down.
4367  *
4368  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4369  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4370  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4371  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4372  *
4373  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4374  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4375  */
4376 int
4377 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4378 {
4379         int newbsize;
4380
4381         if (bp->b_bcount == size)
4382                 return (1);
4383
4384         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4385             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4386             bp, bp->b_kvasize, size));
4387
4388         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4389         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4390                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4391                         newbsize = round_page(newbsize);
4392                 /*
4393                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4394                  * mess with B_CACHE.
4395                  */
4396                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4397                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4398                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4399                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4400         } else {
4401                 int desiredpages;
4402
4403                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4404                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4405
4406                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4407                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4408
4409                 /*
4410                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4411                  * 0-length.
4412                  */
4413                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4414                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4415
4416                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4417                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4418                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4419                 else if (size > bp->b_bcount)
4420                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4421                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4422         }
4423         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4424         return (1);
4425 }
4426
4427 extern int inflight_transient_maps;
4428
4429 static struct bio_queue nondump_bios;
4430
4431 void
4432 biodone(struct bio *bp)
4433 {
4434         struct mtx *mtxp;
4435         void (*done)(struct bio *);
4436         vm_offset_t start, end;
4437
4438         biotrack(bp, __func__);
4439
4440         /*
4441          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4442          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4443          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4444          * to keep the system usable after it has been resumed.
4445          */
4446         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4447                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4448                 return;
4449         }
4450         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4451                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4452                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4453                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4454                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4455                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4456                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4457                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4458                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4459         }
4460         done = bp->bio_done;
4461         /*
4462          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4463          * used as a bio_done routine.
4464          */
4465         if (done == NULL || done == biodone) {
4466                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4467                 mtx_lock(mtxp);
4468                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4469                 wakeup(bp);
4470                 mtx_unlock(mtxp);
4471         } else
4472                 done(bp);
4473 }
4474
4475 /*
4476  * Wait for a BIO to finish.
4477  */
4478 int
4479 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4480 {
4481         struct mtx *mtxp;
4482
4483         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4484         mtx_lock(mtxp);
4485         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4486                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4487         mtx_unlock(mtxp);
4488         if (bp->bio_error != 0)
4489                 return (bp->bio_error);
4490         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4491                 return (0);
4492         return (EIO);
4493 }
4494
4495 void
4496 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4497 {
4498
4499         if (error) {
4500                 bp->bio_error = error;
4501                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4502         }
4503         if (stat != NULL)
4504                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4505         biodone(bp);
4506 }
4507
4508 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4509 void
4510 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4511 {
4512
4513         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4514 }
4515 #endif
4516
4517 /*
4518  *      bufwait:
4519  *
4520  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4521  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4522  *      error and cleared.
4523  */
4524 int
4525 bufwait(struct buf *bp)
4526 {
4527         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4528                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4529         else
4530                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4531         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4532                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4533                 return (EINTR);
4534         }
4535         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4536                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4537         } else {
4538                 return (0);
4539         }
4540 }
4541
4542 /*
4543  *      bufdone:
4544  *
4545  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4546  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4547  *      not allowed.
4548  *
4549  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4550  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4551  *      assuming B_INVAL is clear.
4552  *
4553  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4554  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4555  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4556  *
4557  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4558  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4559  *      in the biodone routine.
4560  */
4561 void
4562 bufdone(struct buf *bp)
4563 {
4564         struct bufobj *dropobj;
4565         void    (*biodone)(struct buf *);
4566
4567         buf_track(bp, __func__);
4568         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4569         dropobj = NULL;
4570
4571         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4572
4573         runningbufwakeup(bp);
4574         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4575                 dropobj = bp->b_bufobj;
4576         /* call optional completion function if requested */
4577         if (bp->b_iodone != NULL) {
4578                 biodone = bp->b_iodone;
4579                 bp->b_iodone = NULL;
4580                 (*biodone) (bp);
4581                 if (dropobj)
4582                         bufobj_wdrop(dropobj);
4583                 return;
4584         }
4585         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4586                 /*
4587                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4588                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4589                  * routines.
4590                  */
4591                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4592                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4593                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4594                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4595                 vfs_vmio_iodone(bp);
4596         }
4597         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4598                 buf_complete(bp);
4599         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4600                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4601                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4602                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4603                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4604         }
4605         /*
4606          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4607          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4608          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4609          */
4610         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4611                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4612                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4613                         brelse(bp);
4614                 else
4615                         bqrelse(bp);
4616         } else
4617                 bdone(bp);
4618         if (dropobj)
4619                 bufobj_wdrop(dropobj);
4620 }
4621
4622 /*
4623  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4624  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4625  * consistent.
4626  */
4627 void
4628 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4629 {
4630         int i;
4631         vm_object_t obj;
4632         vm_page_t m;
4633
4634         runningbufwakeup(bp);
4635         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4636                 return;
4637
4638         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4639         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4640                 m = bp->b_pages[i];
4641                 if (m == bogus_page) {
4642                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4643                         if (!m)
4644                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4645                         bp->b_pages[i] = m;
4646                         if (buf_mapped(bp)) {
4647                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4648                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4649                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4650                         } else
4651                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4652                 }
4653                 vm_page_sunbusy(m);
4654         }
4655         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4656 }
4657
4658 /*
4659  * vfs_page_set_valid:
4660  *
4661  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4662  *      range is restricted to the buffer's size.
4663  *
4664  *      This routine is typically called after a read completes.
4665  */
4666 static void
4667 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4668 {
4669         vm_ooffset_t eoff;
4670
4671         /*
4672          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4673          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4674          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4675          * allocation size of the buffer.
4676          */
4677         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4678         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4679                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4680
4681         /*
4682          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4683          * entire page.
4684          */
4685         if (eoff > off)
4686                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4687 }
4688
4689 /*
4690  * vfs_page_set_validclean:
4691  *
4692  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4693  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4694  */
4695 static void
4696 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4697 {
4698         vm_ooffset_t soff, eoff;
4699
4700         /*
4701          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4702          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4703          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4704          * of the buffer.
4705          */
4706         soff = off;
4707         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4708         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4709                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4710
4711         /*
4712          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4713          * entire page.
4714          */
4715         if (eoff > soff) {
4716                 vm_page_set_validclean(
4717                     m,
4718                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4719                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4720                 );
4721         }
4722 }
4723
4724 /*
4725  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4726  */
4727 void
4728 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4729 {
4730         int i;
4731
4732         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4733                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4734 }
4735
4736 void
4737 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4738 {
4739         int i;
4740
4741         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4742                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4743 }
4744
4745 /*
4746  * This routine is called before a device strategy routine.
4747  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4748  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4749  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4750  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4751  * inconsistent.
4752  *
4753  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4754  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4755  * and should be ignored.
4756  */
4757 void
4758 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4759 {
4760         vm_object_t obj;
4761         vm_ooffset_t foff;
4762         vm_page_t m;
4763         int i;
4764         bool bogus;
4765
4766         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4767                 return;
4768
4769         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4770         foff = bp->b_offset;
4771         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4772             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4773         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4774                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4775                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4776         }
4777         if (bp->b_bufsize != 0)
4778                 vfs_setdirty_range(bp);
4779         bogus = false;
4780         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4781                 m = bp->b_pages[i];
4782                 vm_page_assert_sbusied(m);
4783
4784                 /*
4785                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4786                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4787                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4788                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4789                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4790                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4791                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4792                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4793                  * first place ).  The replacement prevents the read
4794                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4795                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4796                  * It may not work properly with small-block devices.
4797                  * We need to find a better way.
4798                  */
4799                 if (clear_modify) {
4800                         pmap_remove_write(m);
4801                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4802                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4803                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4804                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4805                         bogus = true;
4806                 }
4807                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4808         }
4809         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4810                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4811                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4812                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4813         }
4814 }
4815
4816 /*
4817  *      vfs_bio_set_valid:
4818  *
4819  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4820  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4821  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4822  *      page.
4823  */
4824 void
4825 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4826 {
4827         int i, n;
4828         vm_page_t m;
4829
4830         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4831                 return;
4832
4833         /*
4834          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4835          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4836          * first page that can be validated.
4837          */
4838         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4839         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4840
4841         /*
4842          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4843          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4844          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4845          * other page validation.
4846          */
4847         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4848         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4849                 m = bp->b_pages[i];
4850                 if (n > size)
4851                         n = size;
4852                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4853                 base += n;
4854                 size -= n;
4855                 n = PAGE_SIZE;
4856         }
4857         vfs_busy_pages_release(bp);
4858 }
4859
4860 /*
4861  *      vfs_bio_clrbuf:
4862  *
4863  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4864  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4865  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4866  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4867  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4868  *
4869  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4870  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4871  */
4872 void
4873 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4874 {
4875         int i, j, sa, ea, slide, zbits;
4876         vm_page_bits_t mask;
4877
4878         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4879                 clrbuf(bp);
4880                 return;
4881         }
4882         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4883         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4884         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4885         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4886         slide = 0;
4887         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4888                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4889                 ea = slide & PAGE_MASK;
4890                 if (ea == 0)
4891                         ea = PAGE_SIZE;
4892                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4893                         continue;
4894                 j = sa / DEV_BSIZE;
4895                 zbits = (sizeof(vm_page_bits_t) * NBBY) -
4896                     (ea - sa) / DEV_BSIZE;
4897                 mask = (VM_PAGE_BITS_ALL >> zbits) << j;
4898                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4899                         continue;
4900                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4901                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4902                 else {
4903                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4904                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4905                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4906                                             sa, DEV_BSIZE);
4907                                 }
4908                         }
4909                 }
4910                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4911                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4912         }
4913         vfs_busy_pages_release(bp);
4914         bp->b_resid = 0;
4915 }
4916
4917 void
4918 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4919 {
4920         vm_page_t m;
4921         int i, n;
4922
4923         if (buf_mapped(bp)) {
4924                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4925                 bzero(bp->b_data + base, size);
4926         } else {
4927                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4928                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4929                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4930                         m = bp->b_pages[i];
4931                         if (n > size)
4932                                 n = size;
4933                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4934                         base += n;
4935                         size -= n;
4936                         n = PAGE_SIZE;
4937                 }
4938         }
4939 }
4940
4941 /*
4942  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4943  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4944  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4945  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4946  */
4947 static void
4948 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4949 {
4950
4951         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4952             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4953
4954         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4955                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4956         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4957                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4958         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4959                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4960                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4961                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4962                 if (release)
4963                         brelse(bp);
4964         } else if (release)
4965                 bqrelse(bp);
4966 }
4967
4968 void
4969 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4970 {
4971
4972         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4973 }
4974
4975 void
4976 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4977 {
4978
4979         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4980 }
4981
4982 /*
4983  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4984  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4985  * not associated with a file object.
4986  */
4987 static void
4988 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4989 {
4990         vm_offset_t pg;
4991         vm_page_t p;
4992         int index;
4993
4994         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4995
4996         to = round_page(to);
4997         from = round_page(from);
4998         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4999         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
5000         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
5001             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
5002             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
5003
5004         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
5005                 /*
5006                  * note: must allocate system pages since blocking here
5007                  * could interfere with paging I/O, no matter which
5008                  * process we are.
5009                  */
5010                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
5011                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
5012                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
5013                 bp->b_pages[index] = p;
5014         }
5015         bp->b_npages = index;
5016 }
5017
5018 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
5019 static void
5020 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
5021 {
5022         vm_offset_t from;
5023         vm_page_t p;
5024         int index, newnpages;
5025
5026         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
5027
5028         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
5029         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5030         if (bp->b_npages > newnpages)
5031                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5032         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5033                 p = bp->b_pages[index];
5034                 bp->b_pages[index] = NULL;
5035                 vm_page_unwire_noq(p);
5036                 vm_page_free(p);
5037         }
5038         bp->b_npages = newnpages;
5039 }
5040
5041 /*
5042  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5043  *
5044  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5045  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5046  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5047  *
5048  * Note that even if the caller determines that the address space should
5049  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5050  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5051  * check the return value.
5052  *
5053  * This function only works with pager buffers.
5054  */
5055 int
5056 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5057 {
5058         vm_prot_t prot;
5059         int pidx;
5060
5061         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5062         prot = VM_PROT_READ;
5063         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5064                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5065         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5066             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5067         if (pidx < 0)
5068                 return (-1);
5069         bp->b_bufsize = len;
5070         bp->b_npages = pidx;
5071         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5072         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5073                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5074                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5075         } else
5076                 bp->b_data = unmapped_buf;
5077         return (0);
5078 }
5079
5080 /*
5081  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5082  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5083  *
5084  * This function only works with pager buffers.
5085  */
5086 void
5087 vunmapbuf(struct buf *bp)
5088 {
5089         int npages;
5090
5091         npages = bp->b_npages;
5092         if (buf_mapped(bp))
5093                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5094         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5095
5096         bp->b_data = unmapped_buf;
5097 }
5098
5099 void
5100 bdone(struct buf *bp)
5101 {
5102         struct mtx *mtxp;
5103
5104         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5105         mtx_lock(mtxp);
5106         bp->b_flags |= B_DONE;
5107         wakeup(bp);
5108         mtx_unlock(mtxp);
5109 }
5110
5111 void
5112 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5113 {
5114         struct mtx *mtxp;
5115
5116         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5117         mtx_lock(mtxp);
5118         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5119                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5120         mtx_unlock(mtxp);
5121 }
5122
5123 int
5124 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5125 {
5126
5127         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5128 }
5129
5130 void
5131 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5132 {
5133         int i __unused;
5134         struct vnode *vp;
5135
5136         vp = bp->b_vp;
5137         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5138         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5139             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5140         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5141         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5142 }
5143
5144 /*
5145  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5146  */
5147 void
5148 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5149 {
5150         static volatile int bufobj_cleanq;
5151
5152         bo->bo_domain =
5153             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5154         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5155         bo->bo_private = private;
5156         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5157         pctrie_init(&bo->bo_clean.bv_root);
5158         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5159         pctrie_init(&bo->bo_dirty.bv_root);
5160 }
5161
5162 void
5163 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5164 {
5165
5166         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5167         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5168         bo->bo_numoutput++;
5169 }
5170
5171 void
5172 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5173 {
5174
5175         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5176         BO_LOCK(bo);
5177         bo->bo_numoutput++;
5178         BO_UNLOCK(bo);
5179 }
5180
5181 void
5182 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5183 {
5184
5185         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5186         BO_LOCK(bo);
5187         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5188         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5189                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5190                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5191         }
5192         BO_UNLOCK(bo);
5193 }
5194
5195 int
5196 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5197 {
5198         int error;
5199
5200         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5201         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5202         error = 0;
5203         while (bo->bo_numoutput) {
5204                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5205                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5206                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5207                 if (error)
5208                         break;
5209         }
5210         return (error);
5211 }
5212
5213 /*
5214  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5215  */
5216 void
5217 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5218 {
5219
5220         if (!buf_mapped(bp)) {
5221                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5222                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5223                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5224                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5225                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5226                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5227                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5228                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5229                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5230                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5231         } else {
5232                 bip->bio_data = bp->b_data;
5233                 bip->bio_ma = NULL;
5234         }
5235 }
5236
5237 struct memdesc
5238 memdesc_bio(struct bio *bio)
5239 {
5240         if ((bio->bio_flags & BIO_VLIST) != 0)
5241                 return (memdesc_vlist((struct bus_dma_segment *)bio->bio_data,
5242                     bio->bio_ma_n));
5243
5244         if ((bio->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0)
5245                 return (memdesc_vmpages(bio->bio_ma, bio->bio_bcount,
5246                     bio->bio_ma_offset));
5247
5248         return (memdesc_vaddr(bio->bio_data, bio->bio_bcount));
5249 }
5250
5251 static int buf_pager_relbuf;
5252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5253     &buf_pager_relbuf, 0,
5254     "Make buffer pager release buffers after reading");
5255
5256 /*
5257  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5258  *
5259  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5260  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5261  * device block size is greater than the machine page size.  The
5262  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5263  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5264  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5265  * pages.
5266  *
5267  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5268  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5269  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5270  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5271  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5272  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5273  */
5274 int
5275 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5276     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5277     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5278 {
5279         vm_page_t m;
5280         vm_object_t object;
5281         struct buf *bp;
5282         struct mount *mp;
5283         daddr_t lbn, lbnp;
5284         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5285         long bo_bs, bsize;
5286         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5287         bool redo, lpart;
5288
5289         object = vp->v_object;
5290         mp = vp->v_mount;
5291         error = 0;
5292         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5293         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5294                 return (VM_PAGER_BAD);
5295
5296         /*
5297          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5298          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5299          * and the start of the potential read-ahead region.
5300          */
5301         la += PAGE_SIZE;
5302         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5303         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5304             &bo_bs);
5305         if (error != 0)
5306                 return (VM_PAGER_ERROR);
5307
5308         /*
5309          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5310          */
5311         pgsin = count;
5312         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5313         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5314         pgsin += pgsin_b;
5315         if (rbehind != NULL)
5316                 *rbehind = pgsin_b;
5317         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5318         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5319                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5320                     PAGE_SIZE) - la);
5321         pgsin += pgsin_a;
5322         if (rahead != NULL)
5323                 *rahead = pgsin_a;
5324         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5325         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5326
5327         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5328             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5329 again:
5330         for (i = 0; i < count; i++) {
5331                 if (ma[i] != bogus_page)
5332                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5333         }
5334
5335         lbnp = -1;
5336         for (i = 0; i < count; i++) {
5337                 m = ma[i];
5338                 if (m == bogus_page)
5339                         continue;
5340
5341                 /*
5342                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5343                  * owned, which together allow for the pages'
5344                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5345                  * useless creation of the buffer for the most typical
5346                  * case when invalidation is not used in redo or for
5347                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5348                  * the end of the function catches the race in a
5349                  * reliable way (protected by the object lock).
5350                  */
5351                 if (vm_page_all_valid(m))
5352                         continue;
5353
5354                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5355                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5356                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5357                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5358                         if (lbn == lbnp)
5359                                 goto next_page;
5360                         lbnp = lbn;
5361
5362                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5363                         if (error == 0)
5364                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5365                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5366                         if (error != 0)
5367                                 goto end_pages;
5368                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5369                                 crfree(bp->b_rcred);
5370                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5371                         }
5372                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5373                                 /*
5374                                  * Invalidation clears m->valid, but
5375                                  * may leave B_CACHE flag if the
5376                                  * buffer existed at the invalidation
5377                                  * time.  In this case, recycle the
5378                                  * buffer to do real read on next
5379                                  * bread() after redo.
5380                                  *
5381                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5382                                  * necessary, enable to reduce buf
5383                                  * cache pressure.
5384                                  */
5385                                 if (buf_pager_relbuf ||
5386                                     !vm_page_all_valid(m))
5387                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5388
5389                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5390                                 brelse(bp);
5391                         } else {
5392                                 bqrelse(bp);
5393                         }
5394                 }
5395                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5396                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5397                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5398                 if (i == count - 1 && lpart) {
5399                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5400                             !vm_page_all_valid(m))
5401                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5402                 }
5403 next_page:;
5404         }
5405 end_pages:
5406
5407         redo = false;
5408         for (i = 0; i < count; i++) {
5409                 if (ma[i] == bogus_page)
5410                         continue;
5411                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5412                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5413                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5414                             VM_ALLOC_NORMAL);
5415                 }
5416
5417                 /*
5418                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5419                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5420                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5421                  * relinguish, they could have been invalidated.
5422                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5423                  *
5424                  * Note that the last page is made fully valid in the
5425                  * read loop, and partial validity for the page at
5426                  * index count - 1 could mean that the page was
5427                  * invalidated or removed, so we must restart for
5428                  * safety as well.
5429                  */
5430                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5431                         redo = true;
5432         }
5433         if (redo && error == 0)
5434                 goto again;
5435         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5436 }
5437
5438 #include "opt_ddb.h"
5439 #ifdef DDB
5440 #include <ddb/ddb.h>
5441
5442 /* DDB command to show buffer data */
5443 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5444 {
5445         /* get args */
5446         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5447 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5448         uint32_t i, j;
5449 #endif
5450
5451         if (!have_addr) {
5452                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5453                 return;
5454         }
5455
5456         db_printf("buf at %p\n", bp);
5457         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5458             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5459             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5460         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5461             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5462             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5463         db_printf(
5464             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5465             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5466             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5467             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5468             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5469             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5470         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5471             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5472         if (bp->b_npages) {
5473                 int i;
5474                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5475                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5476                         vm_page_t m;
5477                         m = bp->b_pages[i];
5478                         if (m != NULL)
5479                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5480                                     (u_long)m->pindex,
5481                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5482                         else
5483                                 db_printf("( ??? )");
5484                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5485                                 db_printf(",");
5486                 }
5487                 db_printf("\n");
5488         }
5489         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5490 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5491         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5492
5493         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5494         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5495                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5496                         continue;
5497                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5498                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5499         }
5500 #elif defined(BUF_TRACKING)
5501         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5502 #endif
5503         db_printf(" ");
5504 }
5505
5506 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(bufqueues, bufqueues, DB_CMD_MEMSAFE)
5507 {
5508         struct bufdomain *bd;
5509         struct buf *bp;
5510         long total;
5511         int i, j, cnt;
5512
5513         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5514
5515         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5516                 bd = &bdomain[i];
5517                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5518                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5519                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5520                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5521                 db_printf("\n");
5522                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5523                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5524                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5525                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5526                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5527                 db_printf("\n");
5528                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5529                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5530                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5531                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5532                 db_printf("\n");
5533                 total = 0;
5534                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5535                         total += bp->b_bufsize;
5536                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5537                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5538                 total = 0;
5539                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5540                         total += bp->b_bufsize;
5541                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5542                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5543                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5544                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5545                 db_printf("\tCPU ");
5546                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5547                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5548                 db_printf("\n");
5549                 cnt = 0;
5550                 total = 0;
5551                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5552                         bp = nbufp(j);
5553                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5554                                 cnt++;
5555                                 total += bp->b_bufsize;
5556                         }
5557                 }
5558                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5559                 cnt = 0;
5560                 total = 0;
5561                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5562                         bp = nbufp(j);
5563                         if (bp->b_domain == i) {
5564                                 cnt++;
5565                                 total += bp->b_bufsize;
5566                         }
5567                 }
5568                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5569         }
5570 }
5571
5572 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(lockedbufs, lockedbufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5573 {
5574         struct buf *bp;
5575         int i;
5576
5577         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5578                 bp = nbufp(i);
5579                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5580                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5581                         db_printf("\n");
5582                         if (db_pager_quit)
5583                                 break;
5584                 }
5585         }
5586 }
5587
5588 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5589 {
5590         struct vnode *vp;
5591         struct buf *bp;
5592
5593         if (!have_addr) {
5594                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5595                 return;
5596         }
5597         vp = (struct vnode *)addr;
5598         db_printf("Clean buffers:\n");
5599         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5600                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5601                 db_printf("\n");
5602         }
5603         db_printf("Dirty buffers:\n");
5604         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5605                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5606                 db_printf("\n");
5607         }
5608 }
5609
5610 DB_COMMAND_FLAGS(countfreebufs, db_coundfreebufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5611 {
5612         struct buf *bp;
5613         int i, used = 0, nfree = 0;
5614
5615         if (have_addr) {
5616                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5617                 return;
5618         }
5619
5620         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5621                 bp = nbufp(i);
5622                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5623                         nfree++;
5624                 else
5625                         used++;
5626         }
5627
5628         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5629             nfree + used);
5630         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5631 }
5632 #endif /* DDB */