]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
Fix a bug introduced in r329612 that slowly invalidates all clean bufs.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/limits.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/mount.h>
64 #include <sys/mutex.h>
65 #include <sys/kernel.h>
66 #include <sys/kthread.h>
67 #include <sys/proc.h>
68 #include <sys/racct.h>
69 #include <sys/resourcevar.h>
70 #include <sys/rwlock.h>
71 #include <sys/smp.h>
72 #include <sys/sysctl.h>
73 #include <sys/sysproto.h>
74 #include <sys/vmem.h>
75 #include <sys/vmmeter.h>
76 #include <sys/vnode.h>
77 #include <sys/watchdog.h>
78 #include <geom/geom.h>
79 #include <vm/vm.h>
80 #include <vm/vm_param.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/vm_object.h>
83 #include <vm/vm_page.h>
84 #include <vm/vm_pageout.h>
85 #include <vm/vm_pager.h>
86 #include <vm/vm_extern.h>
87 #include <vm/vm_map.h>
88 #include <vm/swap_pager.h>
89 #include "opt_compat.h"
90 #include "opt_swap.h"
91
92 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
93
94 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
95
96 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
97         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
98         .bop_write      =       bufwrite,
99         .bop_strategy   =       bufstrategy,
100         .bop_sync       =       bufsync,
101         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
102 };
103
104 struct bufqueue {
105         struct mtx_padalign     bq_lock;
106         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
107         uint8_t                 bq_index;
108         uint16_t                bq_subqueue;
109         int                     bq_len;
110 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
111
112 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
113 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
115 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
116
117 struct bufdomain {
118         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
119         struct bufqueue bd_dirtyq;
120         struct bufqueue *bd_cleanq;
121         struct mtx_padalign bd_run_lock;
122         /* Constants */
123         long            bd_maxbufspace;
124         long            bd_hibufspace;
125         long            bd_lobufspace;
126         long            bd_bufspacethresh;
127         int             bd_hifreebuffers;
128         int             bd_lofreebuffers;
129         int             bd_hidirtybuffers;
130         int             bd_lodirtybuffers;
131         int             bd_dirtybufthresh;
132         int             bd_lim;
133         /* atomics */
134         int             bd_wanted;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
136         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
137         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
139 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
140
141 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
142 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
144 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
145 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
146 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
148 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
149
150 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
151 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
152 caddr_t unmapped_buf;
153
154 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
155 struct proc *bufdaemonproc;
156
157 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
158 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
159 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
160                 vm_offset_t to);
161 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
162 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
163                 vm_page_t m);
164 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
165 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
166 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
167 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
168 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
169 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
170                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
171 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
172                 void (*)(struct buf *));
173 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
174 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
175 static void buf_daemon(void);
176 static __inline void bd_wakeup(void);
177 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
178 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
179 static void bufkva_free(struct buf *);
180 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
181 static void buf_release(void *, void **, int);
182 static void maxbcachebuf_adjust(void);
183 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
184 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
185 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
186 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
187 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
188             const char *lockname);
189 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
190 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
191 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
192 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
193
194 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
195 int vmiodirenable = TRUE;
196 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
197     "Use the VM system for directory writes");
198 long runningbufspace;
199 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
200     "Amount of presently outstanding async buffer io");
201 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
202     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
203 static counter_u64_t bufkvaspace;
204 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
205     "Kernel virtual memory used for buffers");
206 static long maxbufspace;
207 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
208     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
209     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
210     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
211 static long bufmallocspace;
212 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
213     "Amount of malloced memory for buffers");
214 static long maxbufmallocspace;
215 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
216     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
217 static long lobufspace;
218 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
219     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
220     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
221     "Minimum amount of buffers we want to have");
222 long hibufspace;
223 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
224     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
225     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
226     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
227 long bufspacethresh;
228 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
229     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
230     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
231     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
232 static counter_u64_t buffreekvacnt;
233 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
234     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
235 static counter_u64_t bufdefragcnt;
236 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
237     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
238 static long lorunningspace;
239 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
240     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
241     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
242 static long hirunningspace;
243 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
244     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
245     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
246 int dirtybufferflushes;
247 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
248     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
249 int bdwriteskip;
250 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
251     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
252 int altbufferflushes;
253 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
254     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
255 static int recursiveflushes;
256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
257     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
258 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
259 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
260     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
261     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
262 static int lodirtybuffers;
263 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
264     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
265     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
266     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
267 static int hidirtybuffers;
268 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
269     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
270     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
271     "When the number of dirty buffers is considered severe");
272 int dirtybufthresh;
273 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
274     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
275     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
276     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
277 static int numfreebuffers;
278 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
279     "Number of free buffers");
280 static int lofreebuffers;
281 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
282     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
283     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
284    "Target number of free buffers");
285 static int hifreebuffers;
286 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
287     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
288     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
289    "Threshold for clean buffer recycling");
290 static counter_u64_t getnewbufcalls;
291 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
292    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
293 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
294 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
295     &getnewbufrestarts,
296     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
297 static counter_u64_t mappingrestarts;
298 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
299     &mappingrestarts,
300     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
301     "unmapped buffer");
302 static counter_u64_t numbufallocfails;
303 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
304     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
305 static int flushbufqtarget = 100;
306 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
307     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
308 static counter_u64_t notbufdflushes;
309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
310     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
311 static long barrierwrites;
312 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
313     "Number of barrier writes");
314 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
315     &unmapped_buf_allowed, 0,
316     "Permit the use of the unmapped i/o");
317 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
318 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
319     "Maximum size of a buffer cache block");
320
321 /*
322  * This lock synchronizes access to bd_request.
323  */
324 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
325
326 /*
327  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
328  * waitrunningbufspace().
329  */
330 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
331
332 /*
333  * Lock that protects bdirtywait.
334  */
335 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
336
337 /*
338  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
339  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
340  * is idling.
341  */
342 static int bd_request;
343
344 /*
345  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
346  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
347  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
348  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
349  */
350 static int bd_speedupreq;
351
352 /*
353  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
354  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
355  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
356  */
357 static int runningbufreq;
358
359 /*
360  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
361  */
362 static int bdirtywait;
363
364 /*
365  * Definitions for the buffer free lists.
366  */
367 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
368 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
369 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
370 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
371 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
372
373 /* Maximum number of buffer domains. */
374 #define BUF_DOMAINS     8
375
376 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
377 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
378
379 /* Configured number of clean queues. */
380 static int __read_mostly buf_domains;
381
382 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
383 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
384 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
385
386 /*
387  * per-cpu empty buffer cache.
388  */
389 uma_zone_t buf_zone;
390
391 /*
392  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
393  * buf_wmesg is referred from macros.
394  */
395 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
396
397 static int
398 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
399 {
400         long value;
401         int error;
402
403         value = *(long *)arg1;
404         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
405         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
406                 return (error);
407         mtx_lock(&rbreqlock);
408         if (arg1 == &hirunningspace) {
409                 if (value < lorunningspace)
410                         error = EINVAL;
411                 else
412                         hirunningspace = value;
413         } else {
414                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
415                     ("%s: unknown arg1", __func__));
416                 if (value > hirunningspace)
417                         error = EINVAL;
418                 else
419                         lorunningspace = value;
420         }
421         mtx_unlock(&rbreqlock);
422         return (error);
423 }
424
425 static int
426 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
427 {
428         int error;
429         int value;
430         int i;
431
432         value = *(int *)arg1;
433         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
434         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
435                 return (error);
436         *(int *)arg1 = value;
437         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
438                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
439                     value / buf_domains;
440
441         return (error);
442 }
443
444 static int
445 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
446 {
447         long value;
448         int error;
449         int i;
450
451         value = *(long *)arg1;
452         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
453         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
454                 return (error);
455         *(long *)arg1 = value;
456         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
457                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
458                     value / buf_domains;
459
460         return (error);
461 }
462
463 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
464     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
465 static int
466 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
467 {
468         long lvalue;
469         int ivalue;
470         int i;
471
472         lvalue = 0;
473         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
474                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
475         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
476                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
477         if (lvalue > INT_MAX)
478                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
479                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
480         ivalue = lvalue;
481         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
482 }
483 #else
484 static int
485 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
486 {
487         long lvalue;
488         int i;
489
490         lvalue = 0;
491         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
492                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
493         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
494 }
495 #endif
496
497 static int
498 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
499 {
500         int value;
501         int i;
502
503         value = 0;
504         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
505                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
506         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
507 }
508
509 /*
510  *      bdirtywakeup:
511  *
512  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
513  */
514 static void
515 bdirtywakeup(void)
516 {
517         mtx_lock(&bdirtylock);
518         if (bdirtywait) {
519                 bdirtywait = 0;
520                 wakeup(&bdirtywait);
521         }
522         mtx_unlock(&bdirtylock);
523 }
524
525 /*
526  *      bd_clear:
527  *
528  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
529  *      is decremented.
530  */
531 static void
532 bd_clear(struct bufdomain *bd)
533 {
534
535         mtx_lock(&bdirtylock);
536         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
537                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
538         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
539                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
540         mtx_unlock(&bdirtylock);
541 }
542
543 /*
544  *      bd_set:
545  *
546  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
547  *      is incremented.
548  */
549 static void
550 bd_set(struct bufdomain *bd)
551 {
552
553         mtx_lock(&bdirtylock);
554         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
555                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
556         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
557                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
558         mtx_unlock(&bdirtylock);
559 }
560
561 /*
562  *      bdirtysub:
563  *
564  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
565  *      threads blocked in bwillwrite().
566  */
567 static void
568 bdirtysub(struct buf *bp)
569 {
570         struct bufdomain *bd;
571         int num;
572
573         bd = bufdomain(bp);
574         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
575         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
576                 bdirtywakeup();
577         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
578                 bd_clear(bd);
579 }
580
581 /*
582  *      bdirtyadd:
583  *
584  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
585  *      daemon if needed.
586  */
587 static void
588 bdirtyadd(struct buf *bp)
589 {
590         struct bufdomain *bd;
591         int num;
592
593         /*
594          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
595          * buf daemon will keep running until the condition clears.
596          */
597         bd = bufdomain(bp);
598         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
599         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
600                 bd_wakeup();
601         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
602                 bd_set(bd);
603 }
604
605 /*
606  *      bufspace_daemon_wakeup:
607  *
608  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
609  */
610 static void
611 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
612 {
613
614         /*
615          * avoid the lock if the daemon is running.
616          */
617         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
618                 BD_RUN_LOCK(bd);
619                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
620                 wakeup(&bd->bd_running);
621                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
622         }
623 }
624
625 /*
626  *      bufspace_daemon_wait:
627  *
628  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
629  */
630 static void
631 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
632 {
633         /*
634          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
635          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
636          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
637          * freebuffers prior to checking bd_running.
638          */
639         BD_RUN_LOCK(bd);
640         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
641         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
642             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
643                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
644                     "-", hz);
645         } else {
646                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
647                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
648                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
649         }
650 }
651
652 /*
653  *      bufspace_adjust:
654  *
655  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
656  *      waking any waiters.
657  */
658 static void
659 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
660 {
661         struct bufdomain *bd;
662         long space;
663         int diff;
664
665         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
666             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
667         bd = bufdomain(bp);
668         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
669         if (diff < 0) {
670                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
671         } else if (diff > 0) {
672                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
673                 /* Wake up the daemon on the transition. */
674                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
675                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
676                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
677         }
678         bp->b_bufsize = bufsize;
679 }
680
681 /*
682  *      bufspace_reserve:
683  *
684  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
685  *      different space limit than data.
686  */
687 static int
688 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
689 {
690         long limit, new;
691         long space;
692
693         if (metadata)
694                 limit = bd->bd_maxbufspace;
695         else
696                 limit = bd->bd_hibufspace;
697         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
698         new = space + size;
699         if (new > limit) {
700                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
701                 return (ENOSPC);
702         }
703
704         /* Wake up the daemon on the transition. */
705         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
706                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
707
708         return (0);
709 }
710
711 /*
712  *      bufspace_release:
713  *
714  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
715  */
716 static void
717 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
718 {
719
720         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
721 }
722
723 /*
724  *      bufspace_wait:
725  *
726  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
727  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
728  *      operation must be re-tried on return.
729  */
730 static void
731 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
732     int slpflag, int slptimeo)
733 {
734         struct thread *td;
735         int error, fl, norunbuf;
736
737         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
738                 return;
739
740         td = curthread;
741         BD_LOCK(bd);
742         while (bd->bd_wanted) {
743                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
744                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
745                         BD_UNLOCK(bd);
746                         /*
747                          * getblk() is called with a vnode locked, and
748                          * some majority of the dirty buffers may as
749                          * well belong to the vnode.  Flushing the
750                          * buffers there would make a progress that
751                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
752                          * cannot lock the vnode.
753                          */
754                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
755                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
756
757                         /*
758                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
759                          * may be called while the thread owns lock
760                          * for another dirty buffer for the same
761                          * vnode, which makes it impossible to use
762                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
763                          * recursion.
764                          */
765                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
766                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
767                         td->td_pflags &= norunbuf;
768                         BD_LOCK(bd);
769                         if (fl != 0)
770                                 continue;
771                         if (bd->bd_wanted == 0)
772                                 break;
773                 }
774                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
775                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
776                 if (error != 0)
777                         break;
778         }
779         BD_UNLOCK(bd);
780 }
781
782
783 /*
784  *      bufspace_daemon:
785  *
786  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
787  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
788  *      block nor work to reclaim buffers.
789  */
790 static void
791 bufspace_daemon(void *arg)
792 {
793         struct bufdomain *bd;
794
795         bd = arg;
796         for (;;) {
797                 kproc_suspend_check(curproc);
798
799                 /*
800                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
801                  * targets.
802                  *
803                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
804                  * when some free buffer headers and space are always
805                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
806                  * the excessive blocking and synchronization associated
807                  * with shortfall.  It goes through three phases according
808                  * demand:
809                  *
810                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
811                  *      during idle periods when the counters are below
812                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
813                  *
814                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
815                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
816                  *      slightly according to the rate of consumption and
817                  *      release.
818                  *
819                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
820                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
821                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
822                  *      until we return to condition 2.
823                  */
824                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
825                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
826                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
827                                 if (bd_flushall(bd))
828                                         continue;
829                                 /*
830                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
831                                  * buffers.  This is possible in particular
832                                  * because softdep may held many bufs locked
833                                  * pending writes to other bufs which are
834                                  * marked for delayed write, exhausting
835                                  * clean space until they are written.
836                                  */
837                                 bd_speedup();
838                                 BD_LOCK(bd);
839                                 if (bd->bd_wanted) {
840                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
841                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
842                                 } else
843                                         BD_UNLOCK(bd);
844                         }
845                         maybe_yield();
846                 }
847                 bufspace_daemon_wait(bd);
848         }
849 }
850
851 /*
852  *      bufmallocadjust:
853  *
854  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
855  *      waking any waiters.
856  */
857 static void
858 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
859 {
860         int diff;
861
862         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
863             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
864         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
865         if (diff < 0)
866                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
867         else
868                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
869         bp->b_bufsize = bufsize;
870 }
871
872 /*
873  *      runningwakeup:
874  *
875  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
876  *      below lorunningspace.
877  */
878 static void
879 runningwakeup(void)
880 {
881
882         mtx_lock(&rbreqlock);
883         if (runningbufreq) {
884                 runningbufreq = 0;
885                 wakeup(&runningbufreq);
886         }
887         mtx_unlock(&rbreqlock);
888 }
889
890 /*
891  *      runningbufwakeup:
892  *
893  *      Decrement the outstanding write count according.
894  */
895 void
896 runningbufwakeup(struct buf *bp)
897 {
898         long space, bspace;
899
900         bspace = bp->b_runningbufspace;
901         if (bspace == 0)
902                 return;
903         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
904         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
905             space, bspace));
906         bp->b_runningbufspace = 0;
907         /*
908          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
909          * the threshold to falling below it.
910          */
911         if (space < lorunningspace)
912                 return;
913         if (space - bspace > lorunningspace)
914                 return;
915         runningwakeup();
916 }
917
918 /*
919  *      waitrunningbufspace()
920  *
921  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
922  *      running.  This routine is used in async-write situations to
923  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
924  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
925  *
926  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
927  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
928  *      caller's write has reached the device.
929  */
930 void
931 waitrunningbufspace(void)
932 {
933
934         mtx_lock(&rbreqlock);
935         while (runningbufspace > hirunningspace) {
936                 runningbufreq = 1;
937                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
938         }
939         mtx_unlock(&rbreqlock);
940 }
941
942
943 /*
944  *      vfs_buf_test_cache:
945  *
946  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
947  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
948  *      valid data.
949  */
950 static __inline void
951 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
952     vm_offset_t size, vm_page_t m)
953 {
954
955         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
956         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
957                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
958                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
959                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
960         }
961 }
962
963 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
964 static void
965 bd_wakeup(void)
966 {
967
968         mtx_lock(&bdlock);
969         if (bd_request == 0) {
970                 bd_request = 1;
971                 wakeup(&bd_request);
972         }
973         mtx_unlock(&bdlock);
974 }
975
976 /*
977  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
978  */
979 static void
980 maxbcachebuf_adjust(void)
981 {
982         int i;
983
984         /*
985          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
986          */
987         i = 2;
988         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
989                 i *= 2;
990         maxbcachebuf = i;
991         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
992                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
993         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
994                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
995         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
996                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
997 }
998
999 /*
1000  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1001  */
1002 void
1003 bd_speedup(void)
1004 {
1005         int needwake;
1006
1007         mtx_lock(&bdlock);
1008         needwake = 0;
1009         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1010                 needwake = 1;
1011         bd_speedupreq = 1;
1012         bd_request = 1;
1013         if (needwake)
1014                 wakeup(&bd_request);
1015         mtx_unlock(&bdlock);
1016 }
1017
1018 #ifndef NSWBUF_MIN
1019 #define NSWBUF_MIN      16
1020 #endif
1021
1022 #ifdef __i386__
1023 #define TRANSIENT_DENOM 5
1024 #else
1025 #define TRANSIENT_DENOM 10
1026 #endif
1027
1028 /*
1029  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1030  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1031  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1032  * being reserved at this time.
1033  */
1034 caddr_t
1035 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1036 {
1037         int tuned_nbuf;
1038         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1039
1040         /*
1041          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1042          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1043          */
1044         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1045
1046         maxbcachebuf_adjust();
1047         /*
1048          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1049          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1050          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1051          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1052          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1053          * maxbcache bytes.
1054          *
1055          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1056          */
1057         if (nbuf == 0) {
1058                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1059
1060                 nbuf = 50;
1061                 if (physmem_est > 4096)
1062                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1063                             65536 / factor);
1064                 if (physmem_est > 65536)
1065                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1066                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1067
1068                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1069                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1070                 tuned_nbuf = 1;
1071         } else
1072                 tuned_nbuf = 0;
1073
1074         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1075         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1076         if (nbuf > maxbuf) {
1077                 if (!tuned_nbuf)
1078                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1079                             maxbuf);
1080                 nbuf = maxbuf;
1081         }
1082
1083         /*
1084          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1085          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1086          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1087          *
1088          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1089          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1090          * maximum buffer map extent on the platform.
1091          *
1092          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1093          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1094          * with ample KVA space.
1095          */
1096         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1097                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1098                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1099                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1100                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1101                         /*
1102                          * There is more KVA than memory.  Do not
1103                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1104                          * of maxbuf to transient map.
1105                          */
1106                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1107                 } else {
1108                         /*
1109                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1110                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1111                          * the buffer map to the transient bio map.
1112                          */
1113                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1114                         buf_sz -= biotmap_sz;
1115                 }
1116                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1117                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1118                 else
1119                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1120                 /*
1121                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1122                  * using the transient mapping.
1123                  */
1124                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1125                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1126                 if (tuned_nbuf)
1127                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1128         }
1129
1130         /*
1131          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
1132          * We have no less then 16 and no more then 256.
1133          */
1134         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1135         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
1136         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1137                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
1138
1139         /*
1140          * Reserve space for the buffer cache buffers
1141          */
1142         swbuf = (void *)v;
1143         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
1144         buf = (void *)v;
1145         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1146
1147         return(v);
1148 }
1149
1150 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1151 void
1152 bufinit(void)
1153 {
1154         struct buf *bp;
1155         int i;
1156
1157         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1158             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1159             MAXBSIZE));
1160         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1161         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1162         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1163         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1164
1165         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1166
1167         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1168         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1169                 bp = &buf[i];
1170                 bzero(bp, sizeof *bp);
1171                 bp->b_flags = B_INVAL;
1172                 bp->b_rcred = NOCRED;
1173                 bp->b_wcred = NOCRED;
1174                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1175                 bp->b_domain = -1;
1176                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1177                 bp->b_xflags = 0;
1178                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1179                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1180                 BUF_LOCKINIT(bp);
1181                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1182         }
1183
1184         /*
1185          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1186          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1187          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1188          * used by most other requests.  The differential is required to 
1189          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1190          *
1191          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1192          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1193          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1194          * PAGE_SIZE.
1195          */
1196         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1197         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1198         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1199         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1200
1201         /*
1202          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1203          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1204          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1205          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1206          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1207          * hirunningspace.
1208          */
1209         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1210             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1211         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1212
1213         /*
1214          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1215          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1216          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1217          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1218          * average (small) directories.
1219          */
1220         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1221
1222         /*
1223          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1224          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1225          */
1226         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1227         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1228         /*
1229          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1230          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1231          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1232          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1233          */
1234         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1235                 hidirtybuffers >>= 1;
1236         }
1237         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1238
1239         /*
1240          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1241          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1242          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1243          * on other cpus.
1244          *
1245          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1246          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1247          */
1248         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1249         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1250         numfreebuffers = nbuf;
1251
1252         /* Setup the kva and free list allocators. */
1253         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1254         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1255             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1256
1257         /*
1258          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1259          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1260          * concurrency but less accurate LRU.
1261          */
1262         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1263         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1264                 struct bufdomain *bd;
1265
1266                 bd = &bdomain[i];
1267                 bd_init(bd);
1268                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1269                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1270                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1271                 bd->bd_bufspace = 0;
1272                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1273                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1274                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1275                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1276                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1277                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1278                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1279                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1280                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1281                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1282         }
1283         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1284         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1285         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1286         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1287         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1288         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1289         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1290         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1291 }
1292
1293 #ifdef INVARIANTS
1294 static inline void
1295 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1296 {
1297
1298         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1299             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1300         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1301             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1302         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1303             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1304 }
1305
1306 static inline void
1307 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1308 {
1309
1310         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1311             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1312 }
1313
1314 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1315 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1316 #else
1317 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1318 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1319 #endif
1320
1321 static int
1322 isbufbusy(struct buf *bp)
1323 {
1324         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1325             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1326                 return (1);
1327         return (0);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1332  */
1333 void
1334 bufshutdown(int show_busybufs)
1335 {
1336         static int first_buf_printf = 1;
1337         struct buf *bp;
1338         int iter, nbusy, pbusy;
1339 #ifndef PREEMPTION
1340         int subiter;
1341 #endif
1342
1343         /* 
1344          * Sync filesystems for shutdown
1345          */
1346         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1347         sys_sync(curthread, NULL);
1348
1349         /*
1350          * With soft updates, some buffers that are
1351          * written will be remarked as dirty until other
1352          * buffers are written.
1353          */
1354         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1355                 nbusy = 0;
1356                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1357                         if (isbufbusy(bp))
1358                                 nbusy++;
1359                 if (nbusy == 0) {
1360                         if (first_buf_printf)
1361                                 printf("All buffers synced.");
1362                         break;
1363                 }
1364                 if (first_buf_printf) {
1365                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1366                         first_buf_printf = 0;
1367                 }
1368                 printf("%d ", nbusy);
1369                 if (nbusy < pbusy)
1370                         iter = 0;
1371                 pbusy = nbusy;
1372
1373                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1374                 sys_sync(curthread, NULL);
1375
1376 #ifdef PREEMPTION
1377                 /*
1378                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1379                  */
1380                 DELAY(50000 * iter);
1381 #else
1382                 /*
1383                  * Context switch several times to allow interrupt
1384                  * threads to run.
1385                  */
1386                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1387                         thread_lock(curthread);
1388                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1389                         thread_unlock(curthread);
1390                         DELAY(1000);
1391                 }
1392 #endif
1393         }
1394         printf("\n");
1395         /*
1396          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1397          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1398          */
1399         nbusy = 0;
1400         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1401                 if (isbufbusy(bp)) {
1402 #if 0
1403 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1404                         if (bp->b_dev == NULL) {
1405                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1406                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1407                                 continue;
1408                         }
1409 #endif
1410                         nbusy++;
1411                         if (show_busybufs > 0) {
1412                                 printf(
1413             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1414                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1415                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1416                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1417                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1418                                 if (show_busybufs > 1)
1419                                         vn_printf(bp->b_vp,
1420                                             "vnode content: ");
1421                         }
1422                 }
1423         }
1424         if (nbusy) {
1425                 /*
1426                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1427                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1428                  */
1429                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1430                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1431         } else {
1432                 if (!first_buf_printf)
1433                         printf("Final sync complete\n");
1434                 /*
1435                  * Unmount filesystems
1436                  */
1437                 if (panicstr == NULL)
1438                         vfs_unmountall();
1439         }
1440         swapoff_all();
1441         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1442 }
1443
1444 static void
1445 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1446 {
1447
1448         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1449
1450         /*
1451          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1452          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1453          */
1454         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1455         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1456         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1457             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1458 }
1459
1460 static inline struct bufdomain *
1461 bufdomain(struct buf *bp)
1462 {
1463
1464         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1465 }
1466
1467 static struct bufqueue *
1468 bufqueue(struct buf *bp)
1469 {
1470
1471         switch (bp->b_qindex) {
1472         case QUEUE_NONE:
1473                 /* FALLTHROUGH */
1474         case QUEUE_SENTINEL:
1475                 return (NULL);
1476         case QUEUE_EMPTY:
1477                 return (&bqempty);
1478         case QUEUE_DIRTY:
1479                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1480         case QUEUE_CLEAN:
1481                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1482         default:
1483                 break;
1484         }
1485         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1486 }
1487
1488 /*
1489  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1490  */
1491 static struct bufqueue *
1492 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1493 {
1494         struct bufqueue *bq, *nbq;
1495
1496         /*
1497          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1498          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1499          * if the queues don't match.
1500          */
1501         bq = bufqueue(bp);
1502         BQ_LOCK(bq);
1503         for (;;) {
1504                 nbq = bufqueue(bp);
1505                 if (bq == nbq)
1506                         break;
1507                 BQ_UNLOCK(bq);
1508                 BQ_LOCK(nbq);
1509                 bq = nbq;
1510         }
1511         return (bq);
1512 }
1513
1514 /*
1515  *      binsfree:
1516  *
1517  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1518  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1519  */
1520 static void
1521 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1522 {
1523         struct bufdomain *bd;
1524         struct bufqueue *bq;
1525
1526         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1527             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1528         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1529
1530         /*
1531          * Handle delayed bremfree() processing.
1532          */
1533         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1534                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1535                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1536                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1537                         BUF_UNLOCK(bp);
1538                         return;
1539                 }
1540                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1541                 bq_remove(bq, bp);
1542                 BQ_UNLOCK(bq);
1543         }
1544         bd = bufdomain(bp);
1545         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1546                 if (bd->bd_lim != 0)
1547                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1548                 else
1549                         bq = bd->bd_cleanq;
1550         } else
1551                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1552         bq_insert(bq, bp, true);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * buf_free:
1557  *
1558  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1559  */
1560 static void
1561 buf_free(struct buf *bp)
1562 {
1563
1564         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1565                 bremfreef(bp);
1566         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1567                 panic("losing buffer 1");
1568         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1569                 crfree(bp->b_rcred);
1570                 bp->b_rcred = NOCRED;
1571         }
1572         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1573                 crfree(bp->b_wcred);
1574                 bp->b_wcred = NOCRED;
1575         }
1576         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1577                 buf_deallocate(bp);
1578         bufkva_free(bp);
1579         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1580         BUF_UNLOCK(bp);
1581         uma_zfree(buf_zone, bp);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * buf_import:
1586  *
1587  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1588  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1589  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1590  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1591  */
1592 static int
1593 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1594 {
1595         struct buf *bp;
1596         int i;
1597
1598         BQ_LOCK(&bqempty);
1599         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1600                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1601                 if (bp == NULL)
1602                         break;
1603                 bq_remove(&bqempty, bp);
1604                 store[i] = bp;
1605         }
1606         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1607
1608         return (i);
1609 }
1610
1611 /*
1612  * buf_release:
1613  *
1614  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1615  */
1616 static void
1617 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1618 {
1619         struct bufqueue *bq;
1620         struct buf *bp;
1621         int i;
1622
1623         bq = &bqempty;
1624         BQ_LOCK(bq);
1625         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1626                 bp = store[i];
1627                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1628                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1629                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1630                 bq->bq_len++;
1631                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1632         }
1633         BQ_UNLOCK(bq);
1634 }
1635
1636 /*
1637  * buf_alloc:
1638  *
1639  *      Allocate an empty buffer header.
1640  */
1641 static struct buf *
1642 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1643 {
1644         struct buf *bp;
1645         int freebufs;
1646
1647         /*
1648          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1649          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1650          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1651          */
1652         bp = NULL;
1653         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1654         if (freebufs > 0)
1655                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1656         if (bp == NULL) {
1657                 atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1658                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1659                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1660                 return (NULL);
1661         }
1662         /*
1663          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1664          */
1665         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1666                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1667
1668         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1669                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1670         
1671         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1672             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1673         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1674             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1675         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1676             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1677         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1678             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1679         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1680         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1681
1682         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1683         bp->b_flags = 0;
1684         bp->b_ioflags = 0;
1685         bp->b_xflags = 0;
1686         bp->b_vflags = 0;
1687         bp->b_vp = NULL;
1688         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1689         bp->b_offset = NOOFFSET;
1690         bp->b_iodone = 0;
1691         bp->b_error = 0;
1692         bp->b_resid = 0;
1693         bp->b_bcount = 0;
1694         bp->b_npages = 0;
1695         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1696         bp->b_bufobj = NULL;
1697         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1698         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1699         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1700         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1701         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1702
1703         return (bp);
1704 }
1705
1706 /*
1707  *      buf_recycle:
1708  *
1709  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1710  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1711  *      defragmenting.
1712  */
1713 static int
1714 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1715 {
1716         struct bufqueue *bq;
1717         struct buf *bp, *nbp;
1718
1719         if (kva)
1720                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1721         nbp = NULL;
1722         bq = bd->bd_cleanq;
1723         BQ_LOCK(bq);
1724         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1725             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1726         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1727
1728         /*
1729          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1730          * depending.
1731          */
1732         while ((bp = nbp) != NULL) {
1733                 /*
1734                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1735                  * release the bqlock).
1736                  */
1737                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1738
1739                 /*
1740                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1741                  * some kva to reclaim.
1742                  */
1743                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1744                         continue;
1745
1746                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1747                         continue;
1748
1749                 /*
1750                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1751                  * accessed buffers.
1752                  */
1753                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1754                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1755                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1756                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1757                         BUF_UNLOCK(bp);
1758                         continue;
1759                 }
1760
1761                 /*
1762                  * Skip buffers with background writes in progress.
1763                  */
1764                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1765                         BUF_UNLOCK(bp);
1766                         continue;
1767                 }
1768
1769                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1770                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1771                     bp->b_qindex, bp));
1772                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1773                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1774                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1775                 /*
1776                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1777                  * the scan from this point on.
1778                  */
1779                 bq_remove(bq, bp);
1780                 BQ_UNLOCK(bq);
1781
1782                 /*
1783                  * Requeue the background write buffer with error and
1784                  * restart the scan.
1785                  */
1786                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1787                         bqrelse(bp);
1788                         BQ_LOCK(bq);
1789                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1790                         continue;
1791                 }
1792                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1793                 brelse(bp);
1794                 return (0);
1795         }
1796         bd->bd_wanted = 1;
1797         BQ_UNLOCK(bq);
1798
1799         return (ENOBUFS);
1800 }
1801
1802 /*
1803  *      bremfree:
1804  *
1805  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1806  *      
1807  */
1808 void
1809 bremfree(struct buf *bp)
1810 {
1811
1812         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1813         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1814             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1815         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1816             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1817         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1818
1819         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1820 }
1821
1822 /*
1823  *      bremfreef:
1824  *
1825  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1826  *      it abuses the b_freelist pointer.
1827  */
1828 void
1829 bremfreef(struct buf *bp)
1830 {
1831         struct bufqueue *bq;
1832
1833         bq = bufqueue_acquire(bp);
1834         bq_remove(bq, bp);
1835         BQ_UNLOCK(bq);
1836 }
1837
1838 static void
1839 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1840 {
1841
1842         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1843         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1844         bq->bq_len = 0;
1845         bq->bq_index = qindex;
1846         bq->bq_subqueue = subqueue;
1847 }
1848
1849 static void
1850 bd_init(struct bufdomain *bd)
1851 {
1852         int domain;
1853         int i;
1854
1855         domain = bd - bdomain;
1856         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1857         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1858         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1859         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1860                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1861                     "bufq clean subqueue lock");
1862         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1863 }
1864
1865 /*
1866  *      bq_remove:
1867  *
1868  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1869  *      correct qlock held.
1870  */
1871 static void
1872 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1873 {
1874
1875         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1876             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1877         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1878             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1879         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1880             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1881
1882         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1883         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1884                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1885         }
1886         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1887             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1888         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1889         bq->bq_len--;
1890         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1891         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1892 }
1893
1894 static void
1895 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1896 {
1897         struct buf *bp;
1898
1899         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1900         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1901                 BD_LOCK(bd);
1902                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1903                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1904                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1905                             b_freelist);
1906                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1907                 }
1908                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1909                 bq->bq_len = 0;
1910         }
1911         if (bd->bd_wanted) {
1912                 bd->bd_wanted = 0;
1913                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1914         }
1915         if (bq != bd->bd_cleanq)
1916                 BD_UNLOCK(bd);
1917 }
1918
1919 static int
1920 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1921 {
1922         struct bufqueue *bq;
1923         int flushed;
1924         int i;
1925
1926         if (bd->bd_lim == 0)
1927                 return (0);
1928         flushed = 0;
1929         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1930                 bq = &bd->bd_subq[i];
1931                 if (bq->bq_len == 0)
1932                         continue;
1933                 BQ_LOCK(bq);
1934                 bd_flush(bd, bq);
1935                 BQ_UNLOCK(bq);
1936                 flushed++;
1937         }
1938
1939         return (flushed);
1940 }
1941
1942 static void
1943 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1944 {
1945         struct bufdomain *bd;
1946
1947         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1948                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1949
1950         bd = bufdomain(bp);
1951         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1952                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1953                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1954                         bq = bd->bd_cleanq;
1955                 BQ_LOCK(bq);
1956                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1957         } else {
1958                 BQ_LOCK(bq);
1959                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1960         }
1961         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1962         bq->bq_len++;
1963         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1964         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1965
1966         /*
1967          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1968          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1969          */
1970         if (unlock)
1971                 BUF_UNLOCK(bp);
1972
1973         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1974                 /*
1975                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1976                  */
1977                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1978                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1979                         bd_flush(bd, bq);
1980         }
1981         BQ_UNLOCK(bq);
1982 }
1983
1984 /*
1985  *      bufkva_free:
1986  *
1987  *      Free the kva allocation for a buffer.
1988  *
1989  */
1990 static void
1991 bufkva_free(struct buf *bp)
1992 {
1993
1994 #ifdef INVARIANTS
1995         if (bp->b_kvasize == 0) {
1996                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1997                     bp->b_data == unmapped_buf,
1998                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1999         } else if (buf_mapped(bp))
2000                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2001         else
2002                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2003 #endif
2004         if (bp->b_kvasize == 0)
2005                 return;
2006
2007         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2008         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2009         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2010         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2011         bp->b_kvasize = 0;
2012 }
2013
2014 /*
2015  *      bufkva_alloc:
2016  *
2017  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2018  */
2019 static int
2020 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2021 {
2022         vm_offset_t addr;
2023         int error;
2024
2025         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2026             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2027
2028         bufkva_free(bp);
2029
2030         addr = 0;
2031         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2032         if (error != 0) {
2033                 /*
2034                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2035                  * to defragment the map.
2036                  */
2037                 return (error);
2038         }
2039         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2040         bp->b_kvasize = maxsize;
2041         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2042         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2043                 bp->b_data = unmapped_buf;
2044                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2045         } else {
2046                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2047                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2048         }
2049         return (0);
2050 }
2051
2052 /*
2053  *      bufkva_reclaim:
2054  *
2055  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2056  *      callback that fires to avoid returning failure.
2057  */
2058 static void
2059 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2060 {
2061         bool done;
2062         int q;
2063         int i;
2064
2065         done = false;
2066         for (i = 0; i < 5; i++) {
2067                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2068                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2069                                 done = true;
2070                 if (done)
2071                         break;
2072         }
2073         return;
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2078  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2079  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2080  */
2081 static void
2082 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2083     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2084 {
2085         struct buf *rabp;
2086         int i;
2087
2088         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2089                 if (inmem(vp, *rablkno))
2090                         continue;
2091                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2092                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2093                         brelse(rabp);
2094                         continue;
2095                 }
2096                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2097 #ifdef RACCT
2098                         if (racct_enable) {
2099                                 PROC_LOCK(curproc);
2100                                 racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2101                                 PROC_UNLOCK(curproc);
2102                         }
2103 #endif /* RACCT */
2104                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
2105                 }
2106                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2107                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2108                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2109                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2110                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2111                 }
2112                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2113                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2114                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2115                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2116                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2117                 BUF_KERNPROC(rabp);
2118                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2119                 bstrategy(rabp);
2120         }
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2125  *
2126  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2127  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2128  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2129  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2130  *
2131  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2132  */
2133 int
2134 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2135     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2136     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2137 {
2138         struct buf *bp;
2139         int readwait, rv;
2140
2141         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2142         /*
2143          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT flag is specified.
2144          */
2145         *bpp = bp = getblk(vp, blkno, size, 0, 0, flags);
2146         if (bp == NULL)
2147                 return (EBUSY);
2148
2149         /*
2150          * If not found in cache, do some I/O
2151          */
2152         readwait = 0;
2153         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2154                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2155 #ifdef RACCT
2156                         if (racct_enable) {
2157                                 PROC_LOCK(curproc);
2158                                 racct_add_buf(curproc, bp, 0);
2159                                 PROC_UNLOCK(curproc);
2160                         }
2161 #endif /* RACCT */
2162                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
2163                 }
2164                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2165                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2166                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2167                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2168                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2169                 }
2170                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2171                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2172                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2173                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2174                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2175                 bstrategy(bp);
2176                 ++readwait;
2177         }
2178
2179         /*
2180          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2181          */
2182         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2183
2184         rv = 0;
2185         if (readwait) {
2186                 rv = bufwait(bp);
2187                 if (rv != 0) {
2188                         brelse(bp);
2189                         *bpp = NULL;
2190                 }
2191         }
2192         return (rv);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2197  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2198  * is invalid.
2199  *
2200  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2201  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2202  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2203  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2204  * here.
2205  */
2206 int
2207 bufwrite(struct buf *bp)
2208 {
2209         int oldflags;
2210         struct vnode *vp;
2211         long space;
2212         int vp_md;
2213
2214         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2215         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2216                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2217                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2218                 brelse(bp);
2219                 return (ENXIO);
2220         }
2221         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2222                 brelse(bp);
2223                 return (0);
2224         }
2225
2226         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2227                 barrierwrites++;
2228
2229         oldflags = bp->b_flags;
2230
2231         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2232
2233         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2234             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2235
2236         vp = bp->b_vp;
2237         if (vp)
2238                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2239         else
2240                 vp_md = 0;
2241
2242         /*
2243          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2244          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2245          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2246          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2247          */
2248         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2249         bundirty(bp);
2250
2251         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2252         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2253         bp->b_flags |= B_CACHE;
2254         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2255
2256         vfs_busy_pages(bp, 1);
2257
2258         /*
2259          * Normal bwrites pipeline writes
2260          */
2261         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2262         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2263
2264         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2265 #ifdef RACCT
2266                 if (racct_enable) {
2267                         PROC_LOCK(curproc);
2268                         racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2269                         PROC_UNLOCK(curproc);
2270                 }
2271 #endif /* RACCT */
2272                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
2273         }
2274         if (oldflags & B_ASYNC)
2275                 BUF_KERNPROC(bp);
2276         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2277         buf_track(bp, __func__);
2278         bstrategy(bp);
2279
2280         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2281                 int rtval = bufwait(bp);
2282                 brelse(bp);
2283                 return (rtval);
2284         } else if (space > hirunningspace) {
2285                 /*
2286                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2287                  * system.  We will not deadlock here because
2288                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2289                  * to complete. We do not block here if it is the update
2290                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2291                  * to deadlock.
2292                  */
2293                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2294                         waitrunningbufspace();
2295         }
2296
2297         return (0);
2298 }
2299
2300 void
2301 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2302 {
2303         struct buf *nbp;
2304
2305         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2306                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2307                 altbufferflushes++;
2308         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2309                 BO_LOCK(bo);
2310                 /*
2311                  * Try to find a buffer to flush.
2312                  */
2313                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2314                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2315                             BUF_LOCK(nbp,
2316                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2317                                 continue;
2318                         if (bp == nbp)
2319                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2320                         BO_UNLOCK(bo);
2321                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2322                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2323                                 BO_LOCK(bo);
2324                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2325                                 continue;
2326                         }
2327                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2328                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2329                         } else {
2330                                 bremfree(nbp);
2331                                 bawrite(nbp);
2332                         }
2333                         dirtybufferflushes++;
2334                         break;
2335                 }
2336                 if (nbp == NULL)
2337                         BO_UNLOCK(bo);
2338         }
2339 }
2340
2341 /*
2342  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2343  * anything if the buffer is marked invalid.
2344  *
2345  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2346  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2347  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2348  * out synchronously.
2349  */
2350 void
2351 bdwrite(struct buf *bp)
2352 {
2353         struct thread *td = curthread;
2354         struct vnode *vp;
2355         struct bufobj *bo;
2356
2357         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2358         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2359         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2360             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2361         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2362
2363         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2364                 brelse(bp);
2365                 return;
2366         }
2367
2368         /*
2369          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2370          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2371          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2372          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2373          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2374          */
2375         vp = bp->b_vp;
2376         bo = bp->b_bufobj;
2377         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2378                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2379                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2380                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2381         } else
2382                 recursiveflushes++;
2383
2384         bdirty(bp);
2385         /*
2386          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2387          * true even of NFS now.
2388          */
2389         bp->b_flags |= B_CACHE;
2390
2391         /*
2392          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2393          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2394          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2395          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2396          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2397          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2398          * the bmap then...  So, this is important to do.
2399          */
2400         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2401                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2402         }
2403
2404         buf_track(bp, __func__);
2405
2406         /*
2407          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2408          * pages.
2409          *
2410          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2411          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2412          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2413          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2414          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2415          * or perhaps the cluster will be completed.
2416          */
2417         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2418         bqrelse(bp);
2419
2420         /*
2421          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2422          * due to the softdep code.
2423          */
2424 }
2425
2426 /*
2427  *      bdirty:
2428  *
2429  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2430  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2431  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2432  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2433  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2434  *
2435  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2436  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2437  *      should only be called if the buffer is known-good.
2438  *
2439  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2440  *      count.
2441  *
2442  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2443  */
2444 void
2445 bdirty(struct buf *bp)
2446 {
2447
2448         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2449             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2450         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2451         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2452             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2453         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2454         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2455         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2456
2457         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2458                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2459                 reassignbuf(bp);
2460                 bdirtyadd(bp);
2461         }
2462 }
2463
2464 /*
2465  *      bundirty:
2466  *
2467  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2468  *
2469  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2470  *      count.
2471  *      
2472  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2473  */
2474
2475 void
2476 bundirty(struct buf *bp)
2477 {
2478
2479         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2480         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2481         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2482             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2483         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2484
2485         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2486                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2487                 reassignbuf(bp);
2488                 bdirtysub(bp);
2489         }
2490         /*
2491          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2492          */
2493         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2494 }
2495
2496 /*
2497  *      bawrite:
2498  *
2499  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2500  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2501  *
2502  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2503  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2504  */
2505 void
2506 bawrite(struct buf *bp)
2507 {
2508
2509         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2510         (void) bwrite(bp);
2511 }
2512
2513 /*
2514  *      babarrierwrite:
2515  *
2516  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2517  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2518  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2519  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2520  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2521  */
2522 void
2523 babarrierwrite(struct buf *bp)
2524 {
2525
2526         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2527         (void) bwrite(bp);
2528 }
2529
2530 /*
2531  *      bbarrierwrite:
2532  *
2533  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2534  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2535  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2536  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2537  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2538  */
2539 int
2540 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2541 {
2542
2543         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2544         return (bwrite(bp));
2545 }
2546
2547 /*
2548  *      bwillwrite:
2549  *
2550  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2551  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2552  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2553  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2554  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2555  */
2556 void
2557 bwillwrite(void)
2558 {
2559
2560         if (buf_dirty_count_severe()) {
2561                 mtx_lock(&bdirtylock);
2562                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2563                         bdirtywait = 1;
2564                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2565                             "flswai", 0);
2566                 }
2567                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2568         }
2569 }
2570
2571 /*
2572  * Return true if we have too many dirty buffers.
2573  */
2574 int
2575 buf_dirty_count_severe(void)
2576 {
2577
2578         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2579 }
2580
2581 /*
2582  *      brelse:
2583  *
2584  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2585  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2586  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2587  */
2588 void
2589 brelse(struct buf *bp)
2590 {
2591         struct mount *v_mnt;
2592         int qindex;
2593
2594         /*
2595          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2596          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2597          */
2598         if (bp == NULL)
2599                 return;
2600         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2601             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2602         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2603             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2604         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2605             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2606
2607         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2608                 /*
2609                  * Do not process, in particular, do not handle the
2610                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2611                  */
2612                 BUF_UNLOCK(bp);
2613                 return;
2614         }
2615
2616         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2617                 bqrelse(bp);
2618                 return;
2619         }
2620
2621         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2622                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2623                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2624                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2625                 bdirty(bp);
2626         }
2627         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2628             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2629             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2630                 /*
2631                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2632                  * means the device is gone) are treated as being
2633                  * transient.
2634                  *
2635                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2636                  * contract with the local storage device drivers is that
2637                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2638                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2639                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2640                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2641                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2642                  * this entire case should be made obsolete through better
2643                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2644                  *
2645                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2646                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2647                  * to access the buffer to untangle them.
2648                  *
2649                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2650                  */
2651                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2652                 bdirty(bp);
2653         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2654             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2655                 /*
2656                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2657                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2658                  * no longer present.
2659                  */
2660                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2661                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2662                         buf_deallocate(bp);
2663                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2664                         bdirtysub(bp);
2665                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2666                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2667                         allocbuf(bp, 0);
2668                         if (bp->b_vp)
2669                                 brelvp(bp);
2670                 }
2671         }
2672
2673         /*
2674          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2675          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2676          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2677          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2678          * 
2679          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2680          * if B_DELWRI is set.
2681          */
2682         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2683                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2684
2685         /*
2686          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2687          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2688          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2689          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2690          *
2691          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2692          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2693          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2694          *
2695          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2696          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2697          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2698          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2699          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2700          * background write.
2701          */
2702
2703         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2704
2705         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2706             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2707             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2708             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2709                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2710                 allocbuf(bp, 0);
2711         }
2712
2713         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2714             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2715                 allocbuf(bp, 0);
2716                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2717                 if (bp->b_vp != NULL)
2718                         brelvp(bp);
2719         }
2720                         
2721         /*
2722          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2723          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2724          * doesn't find it.
2725          */
2726         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2727             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2728                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2729         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2730                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2731                         bundirty(bp);
2732                 if (bp->b_vp)
2733                         brelvp(bp);
2734         }
2735
2736         buf_track(bp, __func__);
2737
2738         /* buffers with no memory */
2739         if (bp->b_bufsize == 0) {
2740                 buf_free(bp);
2741                 return;
2742         }
2743         /* buffers with junk contents */
2744         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2745             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2746                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2747                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2748                         panic("losing buffer 2");
2749                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2750                 bp->b_flags |= B_AGE;
2751         /* remaining buffers */
2752         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2753                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2754         else
2755                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2756
2757         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2758                 panic("brelse: not dirty");
2759
2760         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2761         /* binsfree unlocks bp. */
2762         binsfree(bp, qindex);
2763 }
2764
2765 /*
2766  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2767  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2768  *
2769  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2770  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2771  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2772  * again soon.
2773  *
2774  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2775  */
2776 void
2777 bqrelse(struct buf *bp)
2778 {
2779         int qindex;
2780
2781         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2782         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2783             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2784
2785         qindex = QUEUE_NONE;
2786         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2787                 /* do not release to free list */
2788                 BUF_UNLOCK(bp);
2789                 return;
2790         }
2791         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2792
2793         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2794                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2795                         bremfreef(bp);
2796                 goto out;
2797         }
2798
2799         /* buffers with stale but valid contents */
2800         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2801             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2802                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2803                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2804                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2805                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2806         } else {
2807                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2808                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2809                         panic("bqrelse: not dirty");
2810                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2811                         brelse(bp);
2812                         return;
2813                 }
2814                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2815         }
2816         buf_track(bp, __func__);
2817         /* binsfree unlocks bp. */
2818         binsfree(bp, qindex);
2819         return;
2820
2821 out:
2822         buf_track(bp, __func__);
2823         /* unlock */
2824         BUF_UNLOCK(bp);
2825 }
2826
2827 /*
2828  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2829  * restore bogus pages.
2830  */
2831 static void
2832 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2833 {
2834         vm_ooffset_t foff;
2835         vm_page_t m;
2836         vm_object_t obj;
2837         struct vnode *vp;
2838         int i, iosize, resid;
2839         bool bogus;
2840
2841         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2842         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2843             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2844             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2845
2846         vp = bp->b_vp;
2847         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2848             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2849         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2850             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2851
2852         foff = bp->b_offset;
2853         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2854             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2855
2856         bogus = false;
2857         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2858         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2859         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2860                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2861                 if (resid > iosize)
2862                         resid = iosize;
2863
2864                 /*
2865                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2866                  */
2867                 m = bp->b_pages[i];
2868                 if (m == bogus_page) {
2869                         bogus = true;
2870                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2871                         if (m == NULL)
2872                                 panic("biodone: page disappeared!");
2873                         bp->b_pages[i] = m;
2874                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2875                         /*
2876                          * In the write case, the valid and clean bits are
2877                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2878                          * only need to do this here in the read case.
2879                          */
2880                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2881                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2882                             "has unexpected dirty bits", m));
2883                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2884                 }
2885                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2886                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2887                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2888
2889                 vm_page_sunbusy(m);
2890                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2891                 iosize -= resid;
2892         }
2893         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2894         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2895         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2896                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2897                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2898                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2899         }
2900 }
2901
2902 /*
2903  * Unwire a page held by a buf and either free it or update the page queues to
2904  * reflect its recent use.
2905  */
2906 static void
2907 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2908 {
2909         bool freed;
2910
2911         vm_page_lock(m);
2912         if (vm_page_unwire_noq(m)) {
2913                 if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2914                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2915                 else
2916                         freed = false;
2917                 if (!freed) {
2918                         /*
2919                          * Use a racy check of the valid bits to determine
2920                          * whether we can accelerate reclamation of the page.
2921                          * The valid bits will be stable unless the page is
2922                          * being mapped or is referenced by multiple buffers,
2923                          * and in those cases we expect races to be rare.  At
2924                          * worst we will either accelerate reclamation of a
2925                          * valid page and violate LRU, or unnecessarily defer
2926                          * reclamation of an invalid page.
2927                          *
2928                          * The B_NOREUSE flag marks data that is not expected to
2929                          * be reused, so accelerate reclamation in that case
2930                          * too.  Otherwise, maintain LRU.
2931                          */
2932                         if (m->valid == 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2933                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2934                         else if (m->queue == PQ_ACTIVE)
2935                                 vm_page_reference(m);
2936                         else
2937                                 vm_page_deactivate(m);
2938                 }
2939         }
2940         vm_page_unlock(m);
2941 }
2942
2943 /*
2944  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2945  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2946  */
2947 static void
2948 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2949 {
2950         vm_object_t obj;
2951         vm_page_t m;
2952         int i, resid, poffset, presid;
2953
2954         if (buf_mapped(bp)) {
2955                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2956                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2957         } else
2958                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2959         /*
2960          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2961          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2962          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2963          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2964          *
2965          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2966          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2967          * m->dirty, etc...). 
2968          *
2969          * See man buf(9) for more information
2970          */
2971         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2972         resid = bp->b_bufsize;
2973         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2974         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2975         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2976                 m = bp->b_pages[i];
2977                 if (m == bogus_page)
2978                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2979                 bp->b_pages[i] = NULL;
2980
2981                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2982                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2983                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2984                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2985                         vm_page_lock(m);
2986                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2987                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2988                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2989                 }
2990                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2991                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2992                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
2993                 resid -= presid;
2994                 poffset = 0;
2995         }
2996         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2997         bp->b_npages = 0;
2998 }
2999
3000 /*
3001  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3002  */
3003 static void
3004 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3005 {
3006         vm_object_t obj;
3007         vm_page_t m;
3008         int i;
3009
3010         if (bp->b_npages == desiredpages)
3011                 return;
3012
3013         if (buf_mapped(bp)) {
3014                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3015                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3016                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3017         } else
3018                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3019
3020         /*
3021          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3022          */
3023         obj = (bp->b_flags & B_DIRECT) != 0 ? bp->b_bufobj->bo_object : NULL;
3024         if (obj != NULL)
3025                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3026         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3027                 m = bp->b_pages[i];
3028                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3029                 bp->b_pages[i] = NULL;
3030                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
3031         }
3032         if (obj != NULL)
3033                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3034         bp->b_npages = desiredpages;
3035 }
3036
3037 /*
3038  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3039  */
3040 static void
3041 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3042 {
3043         /*
3044          * We are growing the buffer, possibly in a 
3045          * byte-granular fashion.
3046          */
3047         vm_object_t obj;
3048         vm_offset_t toff;
3049         vm_offset_t tinc;
3050         vm_page_t m;
3051
3052         /*
3053          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3054          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3055          * are not valid for the range covered by the buffer.
3056          */
3057         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3058         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3059         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3060                 /*
3061                  * We must allocate system pages since blocking
3062                  * here could interfere with paging I/O, no
3063                  * matter which process we are.
3064                  *
3065                  * Only exclusive busy can be tested here.
3066                  * Blocking on shared busy might lead to
3067                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3068                  * pages are vfs_busy_pages().
3069                  */
3070                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3071                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3072                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3073                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3074                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3075                 bp->b_npages = desiredpages;
3076         }
3077
3078         /*
3079          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3080          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3081          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3082          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3083          * aligned range ( newbsize ).
3084          *
3085          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3086          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3087          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3088          * fails with NFS if the server or some other client
3089          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3090          * B_CACHE may remain set! XXX
3091          */
3092         toff = bp->b_bcount;
3093         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3094         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3095                 vm_pindex_t pi;
3096
3097                 if (tinc > (size - toff))
3098                         tinc = size - toff;
3099                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3100                 m = bp->b_pages[pi];
3101                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3102                 toff += tinc;
3103                 tinc = PAGE_SIZE;
3104         }
3105         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3106
3107         /*
3108          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3109          */
3110         if (buf_mapped(bp))
3111                 bpmap_qenter(bp);
3112         else
3113                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3114 }
3115
3116 /*
3117  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3118  * write.
3119  */
3120 static int
3121 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3122 {
3123         struct buf *bpa;
3124         int match;
3125
3126         match = 0;
3127
3128         /* If the buf isn't in core skip it */
3129         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3130                 return (0);
3131
3132         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3133         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3134                 return (0);
3135
3136         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3137         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3138             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3139                 goto done;
3140
3141         if (bpa->b_bufsize != size)
3142                 goto done;
3143
3144         /*
3145          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3146          * block has been mapped.
3147          */
3148         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3149                 match = 1;
3150 done:
3151         BUF_UNLOCK(bpa);
3152         return (match);
3153 }
3154
3155 /*
3156  *      vfs_bio_awrite:
3157  *
3158  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3159  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3160  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3161  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3162  */
3163 int
3164 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3165 {
3166         struct bufobj *bo;
3167         int i;
3168         int j;
3169         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3170         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3171         int ncl;
3172         int nwritten;
3173         int size;
3174         int maxcl;
3175         int gbflags;
3176
3177         bo = &vp->v_bufobj;
3178         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3179         /*
3180          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3181          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3182          * rather then at the beginning.
3183          */
3184         if ((vp->v_type == VREG) && 
3185             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3186             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3187
3188                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3189                 maxcl = MAXPHYS / size;
3190
3191                 BO_RLOCK(bo);
3192                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3193                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3194                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3195                                 break;
3196
3197                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3198                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3199                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3200                                 break;
3201                 BO_RUNLOCK(bo);
3202                 --j;
3203                 ncl = i + j;
3204                 /*
3205                  * this is a possible cluster write
3206                  */
3207                 if (ncl != 1) {
3208                         BUF_UNLOCK(bp);
3209                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3210                             gbflags);
3211                         return (nwritten);
3212                 }
3213         }
3214         bremfree(bp);
3215         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3216         /*
3217          * default (old) behavior, writing out only one block
3218          *
3219          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3220          */
3221         nwritten = bp->b_bufsize;
3222         (void) bwrite(bp);
3223
3224         return (nwritten);
3225 }
3226
3227 /*
3228  *      getnewbuf_kva:
3229  *
3230  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3231  */
3232 static int
3233 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3234 {
3235
3236         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3237                 /*
3238                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3239                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3240                  */
3241                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3242
3243                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3244                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3245                         return (ENOSPC);
3246         }
3247         return (0);
3248 }
3249
3250 /*
3251  *      getnewbuf:
3252  *
3253  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3254  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3255  *
3256  *      We block if:
3257  *              We have insufficient buffer headers
3258  *              We have insufficient buffer space
3259  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3260  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3261  *
3262  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3263  *      allocbuf() is called.
3264  */
3265 static struct buf *
3266 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3267 {
3268         struct bufdomain *bd;
3269         struct buf *bp;
3270         bool metadata, reserved;
3271
3272         bp = NULL;
3273         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3274             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3275         if (!unmapped_buf_allowed)
3276                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3277
3278         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3279             vp->v_type == VCHR)
3280                 metadata = true;
3281         else
3282                 metadata = false;
3283         if (vp == NULL)
3284                 bd = &bdomain[0];
3285         else
3286                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3287
3288         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3289         reserved = false;
3290         do {
3291                 if (reserved == false &&
3292                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3293                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3294                         continue;
3295                 }
3296                 reserved = true;
3297                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3298                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3299                         continue;
3300                 }
3301                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3302                         return (bp);
3303                 break;
3304         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3305
3306         if (reserved)
3307                 bufspace_release(bd, maxsize);
3308         if (bp != NULL) {
3309                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3310                 brelse(bp);
3311         }
3312         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3313
3314         return (NULL);
3315 }
3316
3317 /*
3318  *      buf_daemon:
3319  *
3320  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3321  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3322  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3323  */
3324 static struct kproc_desc buf_kp = {
3325         "bufdaemon",
3326         buf_daemon,
3327         &bufdaemonproc
3328 };
3329 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3330
3331 static int
3332 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3333 {
3334         int flushed;
3335
3336         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3337         if (flushed == 0) {
3338                 /*
3339                  * Could not find any buffers without rollback
3340                  * dependencies, so just write the first one
3341                  * in the hopes of eventually making progress.
3342                  */
3343                 if (vp != NULL && target > 2)
3344                         target /= 2;
3345                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3346         }
3347         return (flushed);
3348 }
3349
3350 static void
3351 buf_daemon()
3352 {
3353         struct bufdomain *bd;
3354         int speedupreq;
3355         int lodirty;
3356         int i;
3357
3358         /*
3359          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3360          */
3361         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kproc_shutdown, bufdaemonproc,
3362             SHUTDOWN_PRI_LAST);
3363
3364         /*
3365          * Start the buf clean daemons as children threads.
3366          */
3367         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3368                 int error;
3369
3370                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3371                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3372                 if (error)
3373                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3374         }
3375
3376         /*
3377          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3378          */
3379         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3380         mtx_lock(&bdlock);
3381         for (;;) {
3382                 bd_request = 0;
3383                 mtx_unlock(&bdlock);
3384
3385                 kproc_suspend_check(bufdaemonproc);
3386
3387                 /*
3388                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3389                  * requests.
3390                  */
3391                 speedupreq = bd_speedupreq;
3392                 bd_speedupreq = 0;
3393
3394                 /*
3395                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3396                  * the speedup request.
3397                  */
3398                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3399                         bd = &bdomain[i];
3400                         if (speedupreq)
3401                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3402                         else
3403                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3404                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3405                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3406                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3407                                         break;
3408                                 kern_yield(PRI_USER);
3409                         }
3410                 }
3411
3412                 /*
3413                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3414                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3415                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3416                  * built up, within reason.
3417                  *
3418                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3419                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3420                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3421                  */
3422                 mtx_lock(&bdlock);
3423                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3424                         /*
3425                          * We reached our low water mark, reset the
3426                          * request and sleep until we are needed again.
3427                          * The sleep is just so the suspend code works.
3428                          */
3429                         bd_request = 0;
3430                         /*
3431                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3432                          * changed via sysctl and the explicit transition
3433                          * out of shortfall was missed.
3434                          */
3435                         bdirtywakeup();
3436                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3437                                 runningwakeup();
3438                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3439                 } else {
3440                         /*
3441                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3442                          * still have too many dirty buffers, we
3443                          * have to sleep and try again.  (rare)
3444                          */
3445                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3446                 }
3447         }
3448 }
3449
3450 /*
3451  *      flushbufqueues:
3452  *
3453  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3454  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3455  *      particularly sensitive to.
3456  */
3457 static int flushwithdeps = 0;
3458 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3459     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3460
3461 static int
3462 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3463     int flushdeps)
3464 {
3465         struct bufqueue *bq;
3466         struct buf *sentinel;
3467         struct vnode *vp;
3468         struct mount *mp;
3469         struct buf *bp;
3470         int hasdeps;
3471         int flushed;
3472         int error;
3473         bool unlock;
3474
3475         flushed = 0;
3476         bq = &bd->bd_dirtyq;
3477         bp = NULL;
3478         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3479         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3480         BQ_LOCK(bq);
3481         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3482         BQ_UNLOCK(bq);
3483         while (flushed != target) {
3484                 maybe_yield();
3485                 BQ_LOCK(bq);
3486                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3487                 if (bp != NULL) {
3488                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3489                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3490                             b_freelist);
3491                 } else {
3492                         BQ_UNLOCK(bq);
3493                         break;
3494                 }
3495                 /*
3496                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3497                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3498                  *
3499                  * Only flush the buffers that belong to the
3500                  * vnode locked by the curthread.
3501                  */
3502                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3503                     bp->b_vp != lvp)) {
3504                         BQ_UNLOCK(bq);
3505                         continue;
3506                 }
3507                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3508                 BQ_UNLOCK(bq);
3509                 if (error != 0)
3510                         continue;
3511
3512                 /*
3513                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3514                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3515                  */
3516                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3517                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3518                         BUF_UNLOCK(bp);
3519                         continue;
3520                 }
3521                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3522                         bremfreef(bp);
3523                         brelse(bp);
3524                         flushed++;
3525                         continue;
3526                 }
3527
3528                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3529                         if (flushdeps == 0) {
3530                                 BUF_UNLOCK(bp);
3531                                 continue;
3532                         }
3533                         hasdeps = 1;
3534                 } else
3535                         hasdeps = 0;
3536                 /*
3537                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3538                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3539                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3540                  * system.
3541                  *
3542                  * The lock order here is the reverse of the normal
3543                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3544                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3545                  */
3546                 vp = bp->b_vp;
3547                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3548                         BUF_UNLOCK(bp);
3549                         continue;
3550                 }
3551                 if (lvp == NULL) {
3552                         unlock = true;
3553                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3554                 } else {
3555                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3556                         unlock = false;
3557                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3558                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3559                 }
3560                 if (error == 0) {
3561                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3562                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3563                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3564                                 vfs_bio_awrite(bp);
3565                         } else {
3566                                 bremfree(bp);
3567                                 bwrite(bp);
3568                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3569                         }
3570                         vn_finished_write(mp);
3571                         if (unlock)
3572                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3573                         flushwithdeps += hasdeps;
3574                         flushed++;
3575
3576                         /*
3577                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3578                          * vnode lock leads to deadlock.
3579                          */
3580                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3581                             runningbufspace > hirunningspace)
3582                                 waitrunningbufspace();
3583                         continue;
3584                 }
3585                 vn_finished_write(mp);
3586                 BUF_UNLOCK(bp);
3587         }
3588         BQ_LOCK(bq);
3589         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3590         BQ_UNLOCK(bq);
3591         free(sentinel, M_TEMP);
3592         return (flushed);
3593 }
3594
3595 /*
3596  * Check to see if a block is currently memory resident.
3597  */
3598 struct buf *
3599 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3600 {
3601         struct buf *bp;
3602
3603         BO_RLOCK(bo);
3604         bp = gbincore(bo, blkno);
3605         BO_RUNLOCK(bo);
3606         return (bp);
3607 }
3608
3609 /*
3610  * Returns true if no I/O is needed to access the
3611  * associated VM object.  This is like incore except
3612  * it also hunts around in the VM system for the data.
3613  */
3614
3615 static int
3616 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3617 {
3618         vm_object_t obj;
3619         vm_offset_t toff, tinc, size;
3620         vm_page_t m;
3621         vm_ooffset_t off;
3622
3623         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3624
3625         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3626                 return 1;
3627         if (vp->v_mount == NULL)
3628                 return 0;
3629         obj = vp->v_object;
3630         if (obj == NULL)
3631                 return (0);
3632
3633         size = PAGE_SIZE;
3634         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3635                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3636         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3637
3638         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3639         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3640                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3641                 if (!m)
3642                         goto notinmem;
3643                 tinc = size;
3644                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3645                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3646                 if (vm_page_is_valid(m,
3647                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3648                         goto notinmem;
3649         }
3650         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3651         return 1;
3652
3653 notinmem:
3654         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3655         return (0);
3656 }
3657
3658 /*
3659  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3660  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3661  * to the size of the buffer.
3662  *
3663  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3664  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3665  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3666  *
3667  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3668  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3669  */
3670 static void
3671 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3672 {
3673         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3674         vm_page_t m;
3675         int i;
3676
3677         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3678                 return;
3679
3680         foff = bp->b_offset;
3681         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3682             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3683
3684         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3685         vfs_drain_busy_pages(bp);
3686         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3687         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3688                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3689                 eoff = noff;
3690                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3691                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3692                 m = bp->b_pages[i];
3693                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3694                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3695                 foff = noff;
3696         }
3697         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3698 }
3699
3700 static void
3701 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3702 {
3703         vm_object_t object;
3704         int i;
3705
3706         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3707         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3708
3709         /*
3710          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3711          * object has been flushed yet.
3712          */
3713         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3714                 vm_offset_t boffset;
3715                 vm_offset_t eoffset;
3716
3717                 /*
3718                  * test the pages to see if they have been modified directly
3719                  * by users through the VM system.
3720                  */
3721                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3722                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3723
3724                 /*
3725                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3726                  * (eoffset - boffset) bytes.
3727                  */
3728
3729                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3730                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3731                                 break;
3732                 }
3733                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3734
3735                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3736                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3737                                 break;
3738                         }
3739                 }
3740                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3741
3742                 /*
3743                  * Fit it to the buffer.
3744                  */
3745
3746                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3747                         eoffset = bp->b_bcount;
3748
3749                 /*
3750                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3751                  * dirty range.
3752                  */
3753
3754                 if (boffset < eoffset) {
3755                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3756                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3757                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3758                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3759                 }
3760         }
3761 }
3762
3763 /*
3764  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3765  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3766  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3767  */
3768 static void
3769 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3770 {
3771         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3772         off_t offset;
3773
3774         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3775             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3776         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3777             bp->b_data == unmapped_buf &&
3778             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3779         if (!need_mapping && !need_kva)
3780                 return;
3781
3782         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3783
3784         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3785                 /*
3786                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3787                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3788                  * allocated space.
3789                  */
3790                 goto has_addr;
3791         }
3792
3793         /*
3794          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3795          * if the buffer was mapped.
3796          */
3797         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3798         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3799         offset = blkno * bsize;
3800         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3801         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3802
3803         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3804                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3805                         /*
3806                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3807                          * succeed, not sure what else to do.
3808                          */
3809                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3810                 }
3811                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3812                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3813         }
3814 has_addr:
3815         if (need_mapping) {
3816                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3817                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3818                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3819                 bpmap_qenter(bp);
3820         }
3821 }
3822
3823 /*
3824  *      getblk:
3825  *
3826  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3827  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3828  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3829  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3830  *      READ.
3831  *
3832  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3833  *      an existing buffer.
3834  *
3835  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3836  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3837  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3838  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3839  *
3840  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3841  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3842  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3843  *      backing VM.
3844  *
3845  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3846  *      B_CACHE bit is clear.
3847  *      
3848  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3849  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3850  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3851  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3852  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3853  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3854  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3855  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3856  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3857  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3858  */
3859 struct buf *
3860 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3861     int flags)
3862 {
3863         struct buf *bp;
3864         struct bufobj *bo;
3865         int bsize, error, maxsize, vmio;
3866         off_t offset;
3867
3868         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3869         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3870             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3871         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3872         if (size > maxbcachebuf)
3873                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3874                     maxbcachebuf);
3875         if (!unmapped_buf_allowed)
3876                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3877
3878         bo = &vp->v_bufobj;
3879 loop:
3880         BO_RLOCK(bo);
3881         bp = gbincore(bo, blkno);
3882         if (bp != NULL) {
3883                 int lockflags;
3884                 /*
3885                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3886                  * it must be on a queue.
3887                  */
3888                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3889
3890                 if (flags & GB_LOCK_NOWAIT)
3891                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3892
3893                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3894                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3895
3896                 /*
3897                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3898                  * the buffer changed identities.
3899                  */
3900                 if (error == ENOLCK)
3901                         goto loop;
3902                 /* We timed out or were interrupted. */
3903                 else if (error)
3904                         return (NULL);
3905                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3906                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3907                         goto end;
3908
3909                 /*
3910                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3911                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3912                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3913                  * backing VM cache.
3914                  */
3915                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3916                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3917                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3918                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3919                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3920                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3921                 else
3922                         bremfree(bp);
3923
3924                 /*
3925                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3926                  */
3927                 if (bp->b_bcount != size) {
3928                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3929                             (size > bp->b_kvasize)) {
3930                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3931                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3932                                         bwrite(bp);
3933                                 } else {
3934                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3935                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3936                                                 brelse(bp);
3937                                         } else {
3938                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3939                                                 bwrite(bp);
3940                                         }
3941                                 }
3942                                 goto loop;
3943                         }
3944                 }
3945
3946                 /*
3947                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3948                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3949                  * reservation is requested.
3950                  */
3951                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3952
3953                 /*
3954                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3955                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3956                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3957                  * unchanged from its previous state.
3958                  */
3959                 allocbuf(bp, size);
3960
3961                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3962                     ("getblk: no buffer offset"));
3963
3964                 /*
3965                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3966                  * be committed before we can return the buffer in
3967                  * order to prevent the caller from issuing a read
3968                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3969                  * it.
3970                  *
3971                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3972                  * operate properly either because they assume they
3973                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3974                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3975                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3976                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3977                  * preventing further loops.
3978                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
3979                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
3980                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
3981                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
3982                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
3983                  * after the write.
3984                  *
3985                  * We might be able to do something fancy, like setting
3986                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
3987                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
3988                  * confusing.  This is much easier.
3989                  */
3990
3991                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
3992                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3993                         bwrite(bp);
3994                         goto loop;
3995                 }
3996                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
3997         } else {
3998                 /*
3999                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4000                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4001                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4002                  */
4003                 BO_RUNLOCK(bo);
4004                 /*
4005                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4006                  * here.
4007                  */
4008                 if (flags & GB_NOCREAT)
4009                         return NULL;
4010                 if (bdomain[bo->bo_domain].bd_freebuffers == 0 &&
4011                     TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
4012                         return NULL;
4013
4014                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4015                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4016                 offset = blkno * bsize;
4017                 vmio = vp->v_object != NULL;
4018                 if (vmio) {
4019                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4020                 } else {
4021                         maxsize = size;
4022                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4023                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4024                 }
4025                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4026
4027                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4028                 if (bp == NULL) {
4029                         if (slpflag || slptimeo)
4030                                 return NULL;
4031                         /*
4032                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4033                          * enough to work under very low memory conditions.
4034                          *
4035                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4036                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4037                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4038                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4039                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4040                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4041                          * This never happens because we never yield.
4042                          *
4043                          * The real solution is to identify and fix these cases
4044                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4045                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4046                          */
4047                         kern_yield(PRI_USER);
4048                         goto loop;
4049                 }
4050
4051                 /*
4052                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4053                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4054                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4055                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4056                  * throw away the one we just created.
4057                  *
4058                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4059                  * with the vp especially considering limitations in
4060                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4061                  * lblkno's.
4062                  */
4063                 BO_LOCK(bo);
4064                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4065                         BO_UNLOCK(bo);
4066                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4067                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4068                         brelse(bp);
4069                         goto loop;
4070                 }
4071
4072                 /*
4073                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4074                  * be found by incore.
4075                  */
4076                 bp->b_blkno = bp->b_lblkno = blkno;
4077                 bp->b_offset = offset;
4078                 bgetvp(vp, bp);
4079                 BO_UNLOCK(bo);
4080
4081                 /*
4082                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4083                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4084                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4085                  * backing store for validity.
4086                  */
4087
4088                 if (vmio) {
4089                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4090                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4091                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4092                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4093                 } else {
4094                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4095                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4096                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4097                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4098                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4099                 }
4100
4101                 allocbuf(bp, size);
4102                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4103                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4104         }
4105         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4106         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4107 end:
4108         buf_track(bp, __func__);
4109         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4110             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4111         return (bp);
4112 }
4113
4114 /*
4115  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4116  * set to B_INVAL.
4117  */
4118 struct buf *
4119 geteblk(int size, int flags)
4120 {
4121         struct buf *bp;
4122         int maxsize;
4123
4124         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4125         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4126                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4127                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4128                         return (NULL);
4129         }
4130         allocbuf(bp, size);
4131         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4132         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4133         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4134         return (bp);
4135 }
4136
4137 /*
4138  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4139  */
4140 static void
4141 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4142 {
4143
4144         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4145                 /*
4146                  * malloced buffers are not shrunk
4147                  */
4148                 if (newbsize == 0) {
4149                         bufmallocadjust(bp, 0);
4150                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4151                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4152                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4153                 }
4154                 return;
4155         }
4156         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4157         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4158 }
4159
4160 /*
4161  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4162  */
4163 static void
4164 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4165 {
4166         caddr_t origbuf;
4167         int origbufsize;
4168
4169         /*
4170          * We only use malloced memory on the first allocation.
4171          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4172          * grows.
4173          *
4174          * There is a potential smp race here that could lead
4175          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4176          * is probably extremely rare and not worth worrying
4177          * over.
4178          */
4179         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4180             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4181                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4182                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4183                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4184                 return;
4185         }
4186
4187         /*
4188          * If the buffer is growing on its other-than-first
4189          * allocation then we revert to the page-allocation
4190          * scheme.
4191          */
4192         origbuf = NULL;
4193         origbufsize = 0;
4194         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4195                 origbuf = bp->b_data;
4196                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4197                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4198                 bufmallocadjust(bp, 0);
4199                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4200                 newbsize = round_page(newbsize);
4201         }
4202         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4203             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4204         if (origbuf != NULL) {
4205                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4206                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4207         }
4208         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4209 }
4210
4211 /*
4212  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4213  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4214  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4215  * resize a buffer up or down.
4216  *
4217  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4218  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4219  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4220  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4221  *
4222  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4223  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4224  */
4225 int
4226 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4227 {
4228         int newbsize;
4229
4230         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4231
4232         if (bp->b_bcount == size)
4233                 return (1);
4234
4235         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4236                 panic("allocbuf: buffer too small");
4237
4238         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4239         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4240                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4241                         newbsize = round_page(newbsize);
4242                 /*
4243                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4244                  * mess with B_CACHE.
4245                  */
4246                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4247                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4248                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4249                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4250         } else {
4251                 int desiredpages;
4252
4253                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4254                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4255
4256                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4257                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4258                 /*
4259                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4260                  * 0-length.
4261                  */
4262                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4263                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4264
4265                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4266                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4267                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4268                 else if (size > bp->b_bcount)
4269                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4270                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4271         }
4272         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4273         return (1);
4274 }
4275
4276 extern int inflight_transient_maps;
4277
4278 void
4279 biodone(struct bio *bp)
4280 {
4281         struct mtx *mtxp;
4282         void (*done)(struct bio *);
4283         vm_offset_t start, end;
4284
4285         biotrack(bp, __func__);
4286         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4287                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4288                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4289                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4290                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4291                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4292                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4293                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4294                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4295         }
4296         done = bp->bio_done;
4297         if (done == NULL) {
4298                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4299                 mtx_lock(mtxp);
4300                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4301                 wakeup(bp);
4302                 mtx_unlock(mtxp);
4303         } else
4304                 done(bp);
4305 }
4306
4307 /*
4308  * Wait for a BIO to finish.
4309  */
4310 int
4311 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4312 {
4313         struct mtx *mtxp;
4314
4315         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4316         mtx_lock(mtxp);
4317         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4318                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4319         mtx_unlock(mtxp);
4320         if (bp->bio_error != 0)
4321                 return (bp->bio_error);
4322         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4323                 return (0);
4324         return (EIO);
4325 }
4326
4327 void
4328 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4329 {
4330         
4331         if (error) {
4332                 bp->bio_error = error;
4333                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4334         }
4335         if (stat != NULL)
4336                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4337         biodone(bp);
4338 }
4339
4340 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4341 void
4342 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4343 {
4344
4345         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4346 }
4347 #endif
4348
4349 /*
4350  *      bufwait:
4351  *
4352  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4353  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4354  *      error and cleared.
4355  */
4356 int
4357 bufwait(struct buf *bp)
4358 {
4359         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4360                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4361         else
4362                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4363         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4364                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4365                 return (EINTR);
4366         }
4367         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4368                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4369         } else {
4370                 return (0);
4371         }
4372 }
4373
4374 /*
4375  *      bufdone:
4376  *
4377  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4378  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4379  *      not allowed.
4380  *
4381  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4382  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4383  *      assuming B_INVAL is clear.
4384  *
4385  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4386  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4387  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4388  *
4389  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4390  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4391  *      in the biodone routine.
4392  */
4393 void
4394 bufdone(struct buf *bp)
4395 {
4396         struct bufobj *dropobj;
4397         void    (*biodone)(struct buf *);
4398
4399         buf_track(bp, __func__);
4400         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4401         dropobj = NULL;
4402
4403         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4404         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4405
4406         runningbufwakeup(bp);
4407         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4408                 dropobj = bp->b_bufobj;
4409         /* call optional completion function if requested */
4410         if (bp->b_iodone != NULL) {
4411                 biodone = bp->b_iodone;
4412                 bp->b_iodone = NULL;
4413                 (*biodone) (bp);
4414                 if (dropobj)
4415                         bufobj_wdrop(dropobj);
4416                 return;
4417         }
4418         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4419                 /*
4420                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4421                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4422                  * routines.
4423                  */
4424                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4425                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4426                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4427                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4428                 vfs_vmio_iodone(bp);
4429         }
4430         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4431                 buf_complete(bp);
4432         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4433                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4434                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4435                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4436                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4437         }
4438         /*
4439          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4440          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4441          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4442          */
4443         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4444                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4445                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4446                         brelse(bp);
4447                 else
4448                         bqrelse(bp);
4449         } else
4450                 bdone(bp);
4451         if (dropobj)
4452                 bufobj_wdrop(dropobj);
4453 }
4454
4455 /*
4456  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4457  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4458  * consistent.
4459  */
4460 void
4461 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4462 {
4463         int i;
4464         vm_object_t obj;
4465         vm_page_t m;
4466
4467         runningbufwakeup(bp);
4468         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4469                 return;
4470
4471         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4472         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4473         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4474                 m = bp->b_pages[i];
4475                 if (m == bogus_page) {
4476                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4477                         if (!m)
4478                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4479                         bp->b_pages[i] = m;
4480                         if (buf_mapped(bp)) {
4481                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4482                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4483                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4484                         } else
4485                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4486                 }
4487                 vm_page_sunbusy(m);
4488         }
4489         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4490         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4491 }
4492
4493 /*
4494  * vfs_page_set_valid:
4495  *
4496  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4497  *      range is restricted to the buffer's size.
4498  *
4499  *      This routine is typically called after a read completes.
4500  */
4501 static void
4502 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4503 {
4504         vm_ooffset_t eoff;
4505
4506         /*
4507          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4508          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4509          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4510          * allocation size of the buffer.
4511          */
4512         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4513         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4514                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4515
4516         /*
4517          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4518          * entire page.
4519          */
4520         if (eoff > off)
4521                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4522 }
4523
4524 /*
4525  * vfs_page_set_validclean:
4526  *
4527  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4528  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4529  */
4530 static void
4531 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4532 {
4533         vm_ooffset_t soff, eoff;
4534
4535         /*
4536          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4537          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4538          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4539          * of the buffer.
4540          */
4541         soff = off;
4542         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4543         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4544                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4545
4546         /*
4547          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4548          * entire page.
4549          */
4550         if (eoff > soff) {
4551                 vm_page_set_validclean(
4552                     m,
4553                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4554                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4555                 );
4556         }
4557 }
4558
4559 /*
4560  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4561  * exclusive busy, drain it.
4562  */
4563 void
4564 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4565 {
4566         vm_page_t m;
4567         int i, last_busied;
4568
4569         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4570         last_busied = 0;
4571         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4572                 m = bp->b_pages[i];
4573                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4574                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4575                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4576                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4577                                 vm_page_lock(m);
4578                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4579                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4580                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4581                         }
4582                 }
4583         }
4584         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4585                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4586 }
4587
4588 /*
4589  * This routine is called before a device strategy routine.
4590  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4591  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4592  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4593  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4594  * inconsistent.
4595  *
4596  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4597  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4598  * and should be ignored.
4599  */
4600 void
4601 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4602 {
4603         vm_object_t obj;
4604         vm_ooffset_t foff;
4605         vm_page_t m;
4606         int i;
4607         bool bogus;
4608
4609         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4610                 return;
4611
4612         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4613         foff = bp->b_offset;
4614         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4615             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4616         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4617         vfs_drain_busy_pages(bp);
4618         if (bp->b_bufsize != 0)
4619                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4620         bogus = false;
4621         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4622                 m = bp->b_pages[i];
4623
4624                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4625                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4626                         vm_page_sbusy(m);
4627                 }
4628                 /*
4629                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4630                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4631                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4632                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4633                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4634                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4635                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4636                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4637                  * first place ).  The replacement prevents the read
4638                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4639                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4640                  * It may not work properly with small-block devices.
4641                  * We need to find a better way.
4642                  */
4643                 if (clear_modify) {
4644                         pmap_remove_write(m);
4645                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4646                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4647                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4648                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4649                         bogus = true;
4650                 }
4651                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4652         }
4653         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4654         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4655                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4656                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4657                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4658         }
4659 }
4660
4661 /*
4662  *      vfs_bio_set_valid:
4663  *
4664  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4665  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4666  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4667  *      page.
4668  */
4669 void   
4670 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4671 {
4672         int i, n;
4673         vm_page_t m;
4674
4675         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4676                 return;
4677
4678         /*
4679          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4680          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4681          * first page that can be validated.
4682          */
4683         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4684         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4685
4686         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4687         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4688                 m = bp->b_pages[i];
4689                 if (n > size)
4690                         n = size;
4691                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4692                 base += n;
4693                 size -= n;
4694                 n = PAGE_SIZE;
4695         }
4696         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4697 }
4698
4699 /*
4700  *      vfs_bio_clrbuf:
4701  *
4702  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4703  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4704  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4705  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4706  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4707  *
4708  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4709  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4710  */
4711 void
4712 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4713 {
4714         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4715
4716         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4717                 clrbuf(bp);
4718                 return;
4719         }
4720         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4721         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4722         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4723         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4724             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4725                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4726                         goto unlock;
4727                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4728                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4729                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4730                         goto unlock;
4731                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4732                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4733                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4734                         goto unlock;
4735                 }
4736         }
4737         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4738         slide = 0;
4739         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4740                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4741                 ea = slide & PAGE_MASK;
4742                 if (ea == 0)
4743                         ea = PAGE_SIZE;
4744                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4745                         continue;
4746                 j = sa / DEV_BSIZE;
4747                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4748                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4749                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4750                         continue;
4751                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4752                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4753                 else {
4754                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4755                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4756                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4757                                             sa, DEV_BSIZE);
4758                                 }
4759                         }
4760                 }
4761                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4762         }
4763 unlock:
4764         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4765         bp->b_resid = 0;
4766 }
4767
4768 void
4769 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4770 {
4771         vm_page_t m;
4772         int i, n;
4773
4774         if (buf_mapped(bp)) {
4775                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4776                 bzero(bp->b_data + base, size);
4777         } else {
4778                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4779                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4780                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4781                         m = bp->b_pages[i];
4782                         if (n > size)
4783                                 n = size;
4784                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4785                         base += n;
4786                         size -= n;
4787                         n = PAGE_SIZE;
4788                 }
4789         }
4790 }
4791
4792 /*
4793  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4794  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4795  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4796  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4797  */
4798 static void
4799 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4800 {
4801
4802         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4803             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4804
4805         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4806                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4807         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4808                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4809                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4810                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4811                 if (release)
4812                         brelse(bp);
4813         } else if (release)
4814                 bqrelse(bp);
4815 }
4816
4817 void
4818 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4819 {
4820
4821         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4822 }
4823
4824 void
4825 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4826 {
4827
4828         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4829 }
4830
4831 /*
4832  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4833  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4834  * not associated with a file object.
4835  */
4836 static void
4837 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4838 {
4839         vm_offset_t pg;
4840         vm_page_t p;
4841         int index;
4842
4843         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4844
4845         to = round_page(to);
4846         from = round_page(from);
4847         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4848
4849         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4850                 /*
4851                  * note: must allocate system pages since blocking here
4852                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4853                  * process we are.
4854                  */
4855                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4856                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4857                     VM_ALLOC_WAITOK);
4858                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4859                 bp->b_pages[index] = p;
4860         }
4861         bp->b_npages = index;
4862 }
4863
4864 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4865 static void
4866 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4867 {
4868         vm_offset_t from;
4869         vm_page_t p;
4870         int index, newnpages;
4871
4872         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4873
4874         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4875         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4876         if (bp->b_npages > newnpages)
4877                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4878         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4879                 p = bp->b_pages[index];
4880                 bp->b_pages[index] = NULL;
4881                 p->wire_count--;
4882                 vm_page_free(p);
4883         }
4884         vm_wire_sub(bp->b_npages - newnpages);
4885         bp->b_npages = newnpages;
4886 }
4887
4888 /*
4889  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4890  *
4891  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4892  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4893  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4894  *
4895  * Note that even if the caller determines that the address space should
4896  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4897  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4898  * check the return value.
4899  *
4900  * This function only works with pager buffers.
4901  */
4902 int
4903 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4904 {
4905         vm_prot_t prot;
4906         int pidx;
4907
4908         if (bp->b_bufsize < 0)
4909                 return (-1);
4910         prot = VM_PROT_READ;
4911         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4912                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4913         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4914             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4915             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4916                 return (-1);
4917         bp->b_npages = pidx;
4918         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4919         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4920                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4921                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4922         } else
4923                 bp->b_data = unmapped_buf;
4924         return(0);
4925 }
4926
4927 /*
4928  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4929  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4930  *
4931  * This function only works with pager buffers.
4932  */
4933 void
4934 vunmapbuf(struct buf *bp)
4935 {
4936         int npages;
4937
4938         npages = bp->b_npages;
4939         if (buf_mapped(bp))
4940                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4941         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4942
4943         bp->b_data = unmapped_buf;
4944 }
4945
4946 void
4947 bdone(struct buf *bp)
4948 {
4949         struct mtx *mtxp;
4950
4951         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4952         mtx_lock(mtxp);
4953         bp->b_flags |= B_DONE;
4954         wakeup(bp);
4955         mtx_unlock(mtxp);
4956 }
4957
4958 void
4959 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4960 {
4961         struct mtx *mtxp;
4962
4963         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4964         mtx_lock(mtxp);
4965         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
4966                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
4967         mtx_unlock(mtxp);
4968 }
4969
4970 int
4971 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
4972 {
4973
4974         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
4975 }
4976
4977 void
4978 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
4979 {
4980         int i = 0;
4981         struct vnode *vp;
4982
4983         vp = bp->b_vp;
4984         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
4985         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
4986             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
4987         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
4988         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
4989 }
4990
4991 /*
4992  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
4993  */
4994 void
4995 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
4996 {
4997         static volatile int bufobj_cleanq;
4998
4999         bo->bo_domain =
5000             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5001         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5002         bo->bo_private = private;
5003         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5004         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5005 }
5006
5007 void
5008 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5009 {
5010
5011         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5012         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5013         bo->bo_numoutput++;
5014 }
5015
5016 void
5017 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5018 {
5019
5020         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5021         BO_LOCK(bo);
5022         bo->bo_numoutput++;
5023         BO_UNLOCK(bo);
5024 }
5025
5026 void
5027 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5028 {
5029
5030         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5031         BO_LOCK(bo);
5032         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5033         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5034                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5035                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5036         }
5037         BO_UNLOCK(bo);
5038 }
5039
5040 int
5041 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5042 {
5043         int error;
5044
5045         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5046         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5047         error = 0;
5048         while (bo->bo_numoutput) {
5049                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5050                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5051                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5052                 if (error)
5053                         break;
5054         }
5055         return (error);
5056 }
5057
5058 /*
5059  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5060  */
5061 void
5062 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5063 {
5064
5065         if (!buf_mapped(bp)) {
5066                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5067                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5068                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5069                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5070                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5071                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5072                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5073                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5074                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5075                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5076         } else {
5077                 bip->bio_data = bp->b_data;
5078                 bip->bio_ma = NULL;
5079         }
5080 }
5081
5082 /*
5083  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5084  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5085  * to data corruption.
5086  *
5087  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5088  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5089  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5090  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5091  *
5092  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5093  * earlier chips, it should be flipped back off.
5094  */
5095 #ifdef  __mips__
5096 static int buf_pager_relbuf = 1;
5097 #else
5098 static int buf_pager_relbuf = 0;
5099 #endif
5100 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5101     &buf_pager_relbuf, 0,
5102     "Make buffer pager release buffers after reading");
5103
5104 /*
5105  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5106  *
5107  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5108  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5109  * device block size is greater than the machine page size.  The
5110  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5111  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5112  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5113  * pages.
5114  *
5115  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5116  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5117  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5118  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5119  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5120  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5121  */
5122 int
5123 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5124     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5125     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5126 {
5127         vm_page_t m;
5128         vm_object_t object;
5129         struct buf *bp;
5130         struct mount *mp;
5131         daddr_t lbn, lbnp;
5132         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5133         long bsize;
5134         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5135         bool redo, lpart;
5136
5137         object = vp->v_object;
5138         mp = vp->v_mount;
5139         error = 0;
5140         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5141         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5142                 return (VM_PAGER_BAD);
5143
5144         /*
5145          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5146          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5147          * and the start of the potential read-ahead region.
5148          */
5149         la += PAGE_SIZE;
5150         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5151         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5152
5153         /*
5154          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5155          */
5156         pgsin = count;
5157         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5158         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5159         pgsin += pgsin_b;
5160         if (rbehind != NULL)
5161                 *rbehind = pgsin_b;
5162         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5163         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5164                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5165                     PAGE_SIZE) - la);
5166         pgsin += pgsin_a;
5167         if (rahead != NULL)
5168                 *rahead = pgsin_a;
5169         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5170         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5171
5172         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5173             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5174         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5175 again:
5176         for (i = 0; i < count; i++)
5177                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5178         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5179
5180         lbnp = -1;
5181         for (i = 0; i < count; i++) {
5182                 m = ma[i];
5183
5184                 /*
5185                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5186                  * owned, which together allow for the pages'
5187                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5188                  * useless creation of the buffer for the most typical
5189                  * case when invalidation is not used in redo or for
5190                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5191                  * the end of the function catches the race in a
5192                  * reliable way (protected by the object lock).
5193                  */
5194                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
5195                         continue;
5196
5197                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5198                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5199                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5200                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5201                         if (lbn == lbnp)
5202                                 goto next_page;
5203                         lbnp = lbn;
5204
5205                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5206                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5207                             br_flags, &bp);
5208                         if (error != 0)
5209                                 goto end_pages;
5210                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5211                                 /*
5212                                  * Invalidation clears m->valid, but
5213                                  * may leave B_CACHE flag if the
5214                                  * buffer existed at the invalidation
5215                                  * time.  In this case, recycle the
5216                                  * buffer to do real read on next
5217                                  * bread() after redo.
5218                                  *
5219                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5220                                  * necessary, enable to reduce buf
5221                                  * cache pressure.
5222                                  */
5223                                 if (buf_pager_relbuf ||
5224                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5225                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5226
5227                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5228                                 brelse(bp);
5229                         } else {
5230                                 bqrelse(bp);
5231                         }
5232                 }
5233                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5234                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
5235                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5236                 if (i == count - 1 && lpart) {
5237                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5238                         if (m->valid != 0 &&
5239                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5240                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5241                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5242                 }
5243 next_page:;
5244         }
5245 end_pages:
5246
5247         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5248         redo = false;
5249         for (i = 0; i < count; i++) {
5250                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
5251                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
5252
5253                 /*
5254                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5255                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5256                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5257                  * relinguish, they could have been invalidated.
5258                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5259                  *
5260                  * Note that the last page is made fully valid in the
5261                  * read loop, and partial validity for the page at
5262                  * index count - 1 could mean that the page was
5263                  * invalidated or removed, so we must restart for
5264                  * safety as well.
5265                  */
5266                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5267                         redo = true;
5268         }
5269         if (redo && error == 0)
5270                 goto again;
5271         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5272         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5273 }
5274
5275 #include "opt_ddb.h"
5276 #ifdef DDB
5277 #include <ddb/ddb.h>
5278
5279 /* DDB command to show buffer data */
5280 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5281 {
5282         /* get args */
5283         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5284 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5285         uint32_t i, j;
5286 #endif
5287
5288         if (!have_addr) {
5289                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5290                 return;
5291         }
5292
5293         db_printf("buf at %p\n", bp);
5294         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
5295             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
5296             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
5297         db_printf(
5298             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5299             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5300             "b_dep = %p\n",
5301             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5302             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5303             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
5304         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5305             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5306         if (bp->b_npages) {
5307                 int i;
5308                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5309                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5310                         vm_page_t m;
5311                         m = bp->b_pages[i];
5312                         if (m != NULL)
5313                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5314                                     (u_long)m->pindex,
5315                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5316                         else
5317                                 db_printf("( ??? )");
5318                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5319                                 db_printf(",");
5320                 }
5321                 db_printf("\n");
5322         }
5323         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5324 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5325         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5326
5327         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5328         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5329                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5330                         continue;
5331                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5332                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5333         }
5334 #elif defined(BUF_TRACKING)
5335         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5336 #endif
5337         db_printf(" ");
5338 }
5339
5340 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5341 {
5342         struct bufdomain *bd;
5343         struct buf *bp;
5344         long total;
5345         int i, j, cnt;
5346
5347         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5348
5349         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5350                 bd = &bdomain[i];
5351                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5352                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5353                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5354                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5355                 db_printf("\n");
5356                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5357                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5358                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5359                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5360                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5361                 db_printf("\n");
5362                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5363                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5364                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5365                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5366                 db_printf("\n");
5367                 total = 0;
5368                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5369                         total += bp->b_bufsize;
5370                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5371                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5372                 total = 0;
5373                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5374                         total += bp->b_bufsize;
5375                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5376                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5377                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5378                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5379                 db_printf("\tCPU ");
5380                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5381                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5382                 db_printf("\n");
5383                 cnt = 0;
5384                 total = 0;
5385                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5386                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5387                                 cnt++;
5388                                 total += buf[j].b_bufsize;
5389                         }
5390                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5391                 cnt = 0;
5392                 total = 0;
5393                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5394                         if (buf[j].b_domain == i) {
5395                                 cnt++;
5396                                 total += buf[j].b_bufsize;
5397                         }
5398                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5399         }
5400 }
5401
5402 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5403 {
5404         struct buf *bp;
5405         int i;
5406
5407         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5408                 bp = &buf[i];
5409                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5410                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5411                         db_printf("\n");
5412                         if (db_pager_quit)
5413                                 break;
5414                 }
5415         }
5416 }
5417
5418 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5419 {
5420         struct vnode *vp;
5421         struct buf *bp;
5422
5423         if (!have_addr) {
5424                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5425                 return;
5426         }
5427         vp = (struct vnode *)addr;
5428         db_printf("Clean buffers:\n");
5429         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5430                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5431                 db_printf("\n");
5432         }
5433         db_printf("Dirty buffers:\n");
5434         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5435                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5436                 db_printf("\n");
5437         }
5438 }
5439
5440 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5441 {
5442         struct buf *bp;
5443         int i, used = 0, nfree = 0;
5444
5445         if (have_addr) {
5446                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5447                 return;
5448         }
5449
5450         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5451                 bp = &buf[i];
5452                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5453                         nfree++;
5454                 else
5455                         used++;
5456         }
5457
5458         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5459             nfree + used);
5460         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5461 }
5462 #endif /* DDB */