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