]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
zfs: merge openzfs/zfs@2e6b3c4d9
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/param.h>
48 #include <sys/systm.h>
49 #include <sys/asan.h>
50 #include <sys/bio.h>
51 #include <sys/bitset.h>
52 #include <sys/boottrace.h>
53 #include <sys/buf.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/devicestat.h>
57 #include <sys/eventhandler.h>
58 #include <sys/fail.h>
59 #include <sys/ktr.h>
60 #include <sys/limits.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/memdesc.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/kernel.h>
67 #include <sys/kthread.h>
68 #include <sys/pctrie.h>
69 #include <sys/proc.h>
70 #include <sys/racct.h>
71 #include <sys/refcount.h>
72 #include <sys/resourcevar.h>
73 #include <sys/rwlock.h>
74 #include <sys/sched.h>
75 #include <sys/smp.h>
76 #include <sys/sysctl.h>
77 #include <sys/syscallsubr.h>
78 #include <sys/vmem.h>
79 #include <sys/vmmeter.h>
80 #include <sys/vnode.h>
81 #include <sys/watchdog.h>
82 #include <geom/geom.h>
83 #include <vm/vm.h>
84 #include <vm/vm_param.h>
85 #include <vm/vm_kern.h>
86 #include <vm/vm_object.h>
87 #include <vm/vm_page.h>
88 #include <vm/vm_pageout.h>
89 #include <vm/vm_pager.h>
90 #include <vm/vm_extern.h>
91 #include <vm/vm_map.h>
92 #include <vm/swap_pager.h>
93
94 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
95
96 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
97
98 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
99         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
100         .bop_write      =       bufwrite,
101         .bop_strategy   =       bufstrategy,
102         .bop_sync       =       bufsync,
103         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
104 };
105
106 struct bufqueue {
107         struct mtx_padalign     bq_lock;
108         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
109         uint8_t                 bq_index;
110         uint16_t                bq_subqueue;
111         int                     bq_len;
112 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
113
114 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
115 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
116 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
117 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
118
119 struct bufdomain {
120         struct bufqueue *bd_subq;
121         struct bufqueue bd_dirtyq;
122         struct bufqueue *bd_cleanq;
123         struct mtx_padalign bd_run_lock;
124         /* Constants */
125         long            bd_maxbufspace;
126         long            bd_hibufspace;
127         long            bd_lobufspace;
128         long            bd_bufspacethresh;
129         int             bd_hifreebuffers;
130         int             bd_lofreebuffers;
131         int             bd_hidirtybuffers;
132         int             bd_lodirtybuffers;
133         int             bd_dirtybufthresh;
134         int             bd_lim;
135         /* atomics */
136         int             bd_wanted;
137         bool            bd_shutdown;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
139         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
140         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
141         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
142 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
143
144 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
145 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
148 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
149 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
150 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
151 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
152
153 static char *buf;               /* buffer header pool */
154 static struct buf *
155 nbufp(unsigned i)
156 {
157         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
158             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
159 }
160
161 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
162 #ifdef INVARIANTS
163 caddr_t poisoned_buf = (void *)-1;
164 #endif
165
166 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
167 struct proc *bufdaemonproc;
168
169 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
170 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
171                 vm_offset_t to);
172 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
173 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
174                 vm_page_t m);
175 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
176 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
177 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
178 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
179 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
180 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
181                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
182 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
183                 void (*)(struct buf *));
184 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
185 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
186 static void buf_daemon(void);
187 static __inline void bd_wakeup(void);
188 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
189 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
190 static void bufkva_free(struct buf *);
191 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
192 static void buf_release(void *, void **, int);
193 static void maxbcachebuf_adjust(void);
194 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
195 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
196 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
197 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
198 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
199             const char *lockname);
200 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
201 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
202 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
203 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
204
205 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
206 int vmiodirenable = TRUE;
207 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
208     "Use the VM system for directory writes");
209 long runningbufspace;
210 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
211     "Amount of presently outstanding async buffer io");
212 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
213     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
214 static counter_u64_t bufkvaspace;
215 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
216     "Kernel virtual memory used for buffers");
217 static long maxbufspace;
218 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
219     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
220     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
221     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
222 static long bufmallocspace;
223 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
224     "Amount of malloced memory for buffers");
225 static long maxbufmallocspace;
226 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
227     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
228 static long lobufspace;
229 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
230     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
231     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
232     "Minimum amount of buffers we want to have");
233 long hibufspace;
234 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
235     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
236     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
237     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
238 long bufspacethresh;
239 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
240     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
241     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
242     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
243 static counter_u64_t buffreekvacnt;
244 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
245     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
246 static counter_u64_t bufdefragcnt;
247 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
248     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
249 static long lorunningspace;
250 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
251     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
252     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
253 static long hirunningspace;
254 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
255     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
256     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
257 int dirtybufferflushes;
258 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
259     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
260 int bdwriteskip;
261 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
262     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
263 int altbufferflushes;
264 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
265     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
266 static int recursiveflushes;
267 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
268     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
269 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
270 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
271     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
272     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
273 static int lodirtybuffers;
274 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
275     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
276     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
277     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
278 static int hidirtybuffers;
279 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
280     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
281     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
282     "When the number of dirty buffers is considered severe");
283 int dirtybufthresh;
284 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
285     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
286     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
287     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
288 static int numfreebuffers;
289 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
290     "Number of free buffers");
291 static int lofreebuffers;
292 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
293     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
294     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
295    "Target number of free buffers");
296 static int hifreebuffers;
297 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
298     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
299     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
300    "Threshold for clean buffer recycling");
301 static counter_u64_t getnewbufcalls;
302 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
303    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
304 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
305 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
306     &getnewbufrestarts,
307     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
308 static counter_u64_t mappingrestarts;
309 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
310     &mappingrestarts,
311     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
312     "unmapped buffer");
313 static counter_u64_t numbufallocfails;
314 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
315     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
316 static int flushbufqtarget = 100;
317 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
318     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
319 static counter_u64_t notbufdflushes;
320 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
321     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
322 static long barrierwrites;
323 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
324     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
325 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed,
326     CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
327     &unmapped_buf_allowed, 0,
328     "Permit the use of the unmapped i/o");
329 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
330 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
331     "Maximum size of a buffer cache block");
332
333 /*
334  * This lock synchronizes access to bd_request.
335  */
336 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
337
338 /*
339  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
340  * waitrunningbufspace().
341  */
342 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
343
344 /*
345  * Lock that protects bdirtywait.
346  */
347 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
348
349 /*
350  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
351  */
352 static bool bd_shutdown;
353
354 /*
355  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
356  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
357  * is idling.
358  */
359 static int bd_request;
360
361 /*
362  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
363  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
364  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
365  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
366  */
367 static int bd_speedupreq;
368
369 /*
370  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
371  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
372  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
373  */
374 static int runningbufreq;
375
376 /*
377  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
378  */
379 static int bdirtywait;
380
381 /*
382  * Definitions for the buffer free lists.
383  */
384 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
385 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
386 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
387 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
388 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
389
390 /* Maximum number of buffer domains. */
391 #define BUF_DOMAINS     8
392
393 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
394 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
395
396 /* Configured number of clean queues. */
397 static int __read_mostly buf_domains;
398
399 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
400 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
401 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
402
403 /*
404  * per-cpu empty buffer cache.
405  */
406 uma_zone_t buf_zone;
407
408 static int
409 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
410 {
411         long value;
412         int error;
413
414         value = *(long *)arg1;
415         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
416         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
417                 return (error);
418         mtx_lock(&rbreqlock);
419         if (arg1 == &hirunningspace) {
420                 if (value < lorunningspace)
421                         error = EINVAL;
422                 else
423                         hirunningspace = value;
424         } else {
425                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
426                     ("%s: unknown arg1", __func__));
427                 if (value > hirunningspace)
428                         error = EINVAL;
429                 else
430                         lorunningspace = value;
431         }
432         mtx_unlock(&rbreqlock);
433         return (error);
434 }
435
436 static int
437 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
438 {
439         int error;
440         int value;
441         int i;
442
443         value = *(int *)arg1;
444         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
445         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
446                 return (error);
447         *(int *)arg1 = value;
448         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
449                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
450                     value / buf_domains;
451
452         return (error);
453 }
454
455 static int
456 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
457 {
458         long value;
459         int error;
460         int i;
461
462         value = *(long *)arg1;
463         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
464         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
465                 return (error);
466         *(long *)arg1 = value;
467         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
468                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
469                     value / buf_domains;
470
471         return (error);
472 }
473
474 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
475     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
476 static int
477 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
478 {
479         long lvalue;
480         int ivalue;
481         int i;
482
483         lvalue = 0;
484         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
485                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
486         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
487                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
488         if (lvalue > INT_MAX)
489                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
490                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
491         ivalue = lvalue;
492         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
493 }
494 #else
495 static int
496 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
497 {
498         long lvalue;
499         int i;
500
501         lvalue = 0;
502         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
503                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
504         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
505 }
506 #endif
507
508 static int
509 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
510 {
511         int value;
512         int i;
513
514         value = 0;
515         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
516                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
517         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
518 }
519
520 /*
521  *      bdirtywakeup:
522  *
523  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
524  */
525 static void
526 bdirtywakeup(void)
527 {
528         mtx_lock(&bdirtylock);
529         if (bdirtywait) {
530                 bdirtywait = 0;
531                 wakeup(&bdirtywait);
532         }
533         mtx_unlock(&bdirtylock);
534 }
535
536 /*
537  *      bd_clear:
538  *
539  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
540  *      is decremented.
541  */
542 static void
543 bd_clear(struct bufdomain *bd)
544 {
545
546         mtx_lock(&bdirtylock);
547         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
548                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
549         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
550                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
551         mtx_unlock(&bdirtylock);
552 }
553
554 /*
555  *      bd_set:
556  *
557  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
558  *      is incremented.
559  */
560 static void
561 bd_set(struct bufdomain *bd)
562 {
563
564         mtx_lock(&bdirtylock);
565         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
566                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
567         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
568                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
569         mtx_unlock(&bdirtylock);
570 }
571
572 /*
573  *      bdirtysub:
574  *
575  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
576  *      threads blocked in bwillwrite().
577  */
578 static void
579 bdirtysub(struct buf *bp)
580 {
581         struct bufdomain *bd;
582         int num;
583
584         bd = bufdomain(bp);
585         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
586         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
587                 bdirtywakeup();
588         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
589                 bd_clear(bd);
590 }
591
592 /*
593  *      bdirtyadd:
594  *
595  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
596  *      daemon if needed.
597  */
598 static void
599 bdirtyadd(struct buf *bp)
600 {
601         struct bufdomain *bd;
602         int num;
603
604         /*
605          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
606          * buf daemon will keep running until the condition clears.
607          */
608         bd = bufdomain(bp);
609         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
610         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
611                 bd_wakeup();
612         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
613                 bd_set(bd);
614 }
615
616 /*
617  *      bufspace_daemon_wakeup:
618  *
619  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
620  */
621 static void
622 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
623 {
624
625         /*
626          * avoid the lock if the daemon is running.
627          */
628         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
629                 BD_RUN_LOCK(bd);
630                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
631                 wakeup(&bd->bd_running);
632                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
633         }
634 }
635
636 /*
637  *      bufspace_adjust:
638  *
639  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
640  *      waking any waiters.
641  */
642 static void
643 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
644 {
645         struct bufdomain *bd;
646         long space;
647         int diff;
648
649         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
650             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
651         bd = bufdomain(bp);
652         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
653         if (diff < 0) {
654                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
655         } else if (diff > 0) {
656                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
657                 /* Wake up the daemon on the transition. */
658                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
659                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
660                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
661         }
662         bp->b_bufsize = bufsize;
663 }
664
665 /*
666  *      bufspace_reserve:
667  *
668  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
669  *      different space limit than data.
670  */
671 static int
672 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
673 {
674         long limit, new;
675         long space;
676
677         if (metadata)
678                 limit = bd->bd_maxbufspace;
679         else
680                 limit = bd->bd_hibufspace;
681         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
682         new = space + size;
683         if (new > limit) {
684                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
685                 return (ENOSPC);
686         }
687
688         /* Wake up the daemon on the transition. */
689         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
690                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
691
692         return (0);
693 }
694
695 /*
696  *      bufspace_release:
697  *
698  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
699  */
700 static void
701 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
702 {
703
704         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
705 }
706
707 /*
708  *      bufspace_wait:
709  *
710  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
711  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
712  *      operation must be re-tried on return.
713  */
714 static void
715 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
716     int slpflag, int slptimeo)
717 {
718         struct thread *td;
719         int error, fl, norunbuf;
720
721         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
722                 return;
723
724         td = curthread;
725         BD_LOCK(bd);
726         while (bd->bd_wanted) {
727                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
728                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
729                         BD_UNLOCK(bd);
730                         /*
731                          * getblk() is called with a vnode locked, and
732                          * some majority of the dirty buffers may as
733                          * well belong to the vnode.  Flushing the
734                          * buffers there would make a progress that
735                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
736                          * cannot lock the vnode.
737                          */
738                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
739                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
740
741                         /*
742                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
743                          * may be called while the thread owns lock
744                          * for another dirty buffer for the same
745                          * vnode, which makes it impossible to use
746                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
747                          * recursion.
748                          */
749                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
750                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
751                         td->td_pflags &= norunbuf;
752                         BD_LOCK(bd);
753                         if (fl != 0)
754                                 continue;
755                         if (bd->bd_wanted == 0)
756                                 break;
757                 }
758                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
759                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
760                 if (error != 0)
761                         break;
762         }
763         BD_UNLOCK(bd);
764 }
765
766 static void
767 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
768 {
769         struct bufdomain *bd = arg;
770         int error;
771
772         if (KERNEL_PANICKED())
773                 return;
774
775         BD_RUN_LOCK(bd);
776         bd->bd_shutdown = true;
777         wakeup(&bd->bd_running);
778         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
779             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
780         BD_RUN_UNLOCK(bd);
781         if (error != 0)
782                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
783 }
784
785 /*
786  *      bufspace_daemon:
787  *
788  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
789  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
790  *      block nor work to reclaim buffers.
791  */
792 static void
793 bufspace_daemon(void *arg)
794 {
795         struct bufdomain *bd = arg;
796
797         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
798             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
799
800         BD_RUN_LOCK(bd);
801         while (!bd->bd_shutdown) {
802                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
803
804                 /*
805                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
806                  * targets.
807                  *
808                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
809                  * when some free buffer headers and space are always
810                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
811                  * the excessive blocking and synchronization associated
812                  * with shortfall.  It goes through three phases according
813                  * demand:
814                  *
815                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
816                  *      during idle periods when the counters are below
817                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
818                  *
819                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
820                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
821                  *      slightly according to the rate of consumption and
822                  *      release.
823                  *
824                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
825                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
826                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
827                  *      until we return to condition 2.
828                  */
829                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
830                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
831                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
832                                 if (bd_flushall(bd))
833                                         continue;
834                                 /*
835                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
836                                  * buffers.  This is possible in particular
837                                  * because softdep may held many bufs locked
838                                  * pending writes to other bufs which are
839                                  * marked for delayed write, exhausting
840                                  * clean space until they are written.
841                                  */
842                                 bd_speedup();
843                                 BD_LOCK(bd);
844                                 if (bd->bd_wanted) {
845                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
846                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
847                                 } else
848                                         BD_UNLOCK(bd);
849                         }
850                         maybe_yield();
851                 }
852
853                 /*
854                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
855                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
856                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
857                  * freebuffers prior to checking bd_running.
858                  */
859                 BD_RUN_LOCK(bd);
860                 if (bd->bd_shutdown)
861                         break;
862                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
863                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
864                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
865                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
866                             PRIBIO, "-", hz);
867                 } else {
868                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
869                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
870                 }
871         }
872         wakeup(&bd->bd_shutdown);
873         BD_RUN_UNLOCK(bd);
874         kthread_exit();
875 }
876
877 /*
878  *      bufmallocadjust:
879  *
880  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
881  *      waking any waiters.
882  */
883 static void
884 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
885 {
886         int diff;
887
888         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
889             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
890         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
891         if (diff < 0)
892                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
893         else
894                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
895         bp->b_bufsize = bufsize;
896 }
897
898 /*
899  *      runningwakeup:
900  *
901  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
902  *      below lorunningspace.
903  */
904 static void
905 runningwakeup(void)
906 {
907
908         mtx_lock(&rbreqlock);
909         if (runningbufreq) {
910                 runningbufreq = 0;
911                 wakeup(&runningbufreq);
912         }
913         mtx_unlock(&rbreqlock);
914 }
915
916 /*
917  *      runningbufwakeup:
918  *
919  *      Decrement the outstanding write count according.
920  */
921 void
922 runningbufwakeup(struct buf *bp)
923 {
924         long space, bspace;
925
926         bspace = bp->b_runningbufspace;
927         if (bspace == 0)
928                 return;
929         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
930         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
931             space, bspace));
932         bp->b_runningbufspace = 0;
933         /*
934          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
935          * the threshold to falling below it.
936          */
937         if (space < lorunningspace)
938                 return;
939         if (space - bspace > lorunningspace)
940                 return;
941         runningwakeup();
942 }
943
944 /*
945  *      waitrunningbufspace()
946  *
947  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
948  *      running.  This routine is used in async-write situations to
949  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
950  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
951  *
952  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
953  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
954  *      caller's write has reached the device.
955  */
956 void
957 waitrunningbufspace(void)
958 {
959
960         mtx_lock(&rbreqlock);
961         while (runningbufspace > hirunningspace) {
962                 runningbufreq = 1;
963                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
964         }
965         mtx_unlock(&rbreqlock);
966 }
967
968 /*
969  *      vfs_buf_test_cache:
970  *
971  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
972  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
973  *      valid data.
974  */
975 static __inline void
976 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
977     vm_offset_t size, vm_page_t m)
978 {
979
980         /*
981          * This function and its results are protected by higher level
982          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
983          * validate pages.
984          */
985         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
986                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
987                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
988                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
989         }
990 }
991
992 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
993 static void
994 bd_wakeup(void)
995 {
996
997         mtx_lock(&bdlock);
998         if (bd_request == 0) {
999                 bd_request = 1;
1000                 wakeup(&bd_request);
1001         }
1002         mtx_unlock(&bdlock);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1007  */
1008 static void
1009 maxbcachebuf_adjust(void)
1010 {
1011         int i;
1012
1013         /*
1014          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1015          */
1016         i = 2;
1017         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1018                 i *= 2;
1019         maxbcachebuf = i;
1020         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1021                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1022         if (maxbcachebuf > maxphys)
1023                 maxbcachebuf = maxphys;
1024         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1025                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1030  */
1031 void
1032 bd_speedup(void)
1033 {
1034         int needwake;
1035
1036         mtx_lock(&bdlock);
1037         needwake = 0;
1038         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1039                 needwake = 1;
1040         bd_speedupreq = 1;
1041         bd_request = 1;
1042         if (needwake)
1043                 wakeup(&bd_request);
1044         mtx_unlock(&bdlock);
1045 }
1046
1047 #ifdef __i386__
1048 #define TRANSIENT_DENOM 5
1049 #else
1050 #define TRANSIENT_DENOM 10
1051 #endif
1052
1053 /*
1054  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1055  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1056  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1057  * being reserved at this time.
1058  */
1059 caddr_t
1060 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1061 {
1062         int tuned_nbuf;
1063         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1064
1065         /*
1066          * With KASAN or KMSAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for
1067          * this when sizing maps based on the amount of physical memory
1068          * available.
1069          */
1070 #if defined(KASAN)
1071         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1072             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1073 #elif defined(KMSAN)
1074         physmem_est /= 3;
1075
1076         /*
1077          * KMSAN cannot reliably determine whether buffer data is initialized
1078          * unless it is updated through a KVA mapping.
1079          */
1080         unmapped_buf_allowed = 0;
1081 #endif
1082
1083         /*
1084          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1085          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1086          */
1087         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1088
1089         maxbcachebuf_adjust();
1090         /*
1091          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1092          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1093          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1094          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1095          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1096          * maxbcache bytes.
1097          *
1098          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1099          */
1100         if (nbuf == 0) {
1101                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1102
1103                 nbuf = 50;
1104                 if (physmem_est > 4096)
1105                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1106                             65536 / factor);
1107                 if (physmem_est > 65536)
1108                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1109                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1110
1111                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1112                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1113                 tuned_nbuf = 1;
1114         } else
1115                 tuned_nbuf = 0;
1116
1117         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1118         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1119         if (nbuf > maxbuf) {
1120                 if (!tuned_nbuf)
1121                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1122                             maxbuf);
1123                 nbuf = maxbuf;
1124         }
1125
1126         /*
1127          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1128          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1129          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1130          *
1131          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1132          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1133          * maximum buffer map extent on the platform.
1134          *
1135          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1136          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1137          * with ample KVA space.
1138          */
1139         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1140                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1141                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1142                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1143                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1144                         /*
1145                          * There is more KVA than memory.  Do not
1146                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1147                          * of maxbuf to transient map.
1148                          */
1149                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1150                 } else {
1151                         /*
1152                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1153                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1154                          * the buffer map to the transient bio map.
1155                          */
1156                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1157                         buf_sz -= biotmap_sz;
1158                 }
1159                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1160                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1161                 else
1162                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1163                 /*
1164                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1165                  * using the transient mapping.
1166                  */
1167                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1168                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1169                 if (tuned_nbuf)
1170                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1171         }
1172
1173         if (nswbuf == 0) {
1174                 /*
1175                  * Pager buffers are allocated for short periods, so scale the
1176                  * number of reserved buffers based on the number of CPUs rather
1177                  * than amount of memory.
1178                  */
1179                 nswbuf = min(nbuf / 4, 32 * mp_ncpus);
1180                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1181                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1182         }
1183
1184         /*
1185          * Reserve space for the buffer cache buffers
1186          */
1187         buf = (char *)v;
1188         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1189             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1190
1191         return (v);
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1196  * references.
1197  */
1198 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1199
1200 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1201 void
1202 bufinit(void)
1203 {
1204         struct buf *bp;
1205         int i;
1206
1207         TSENTER();
1208         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1209             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1210             MAXBSIZE));
1211         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1212         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1213         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1214         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1215
1216         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1217 #ifdef INVARIANTS
1218         poisoned_buf = unmapped_buf;
1219 #endif
1220
1221         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1222         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1223                 bp = nbufp(i);
1224                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1225                 bp->b_flags = B_INVAL;
1226                 bp->b_rcred = NOCRED;
1227                 bp->b_wcred = NOCRED;
1228                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1229                 bp->b_domain = -1;
1230                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1231                 bp->b_xflags = 0;
1232                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1233                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1234                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1235                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1236         }
1237
1238         /*
1239          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1240          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1241          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1242          * used by most other requests.  The differential is required to 
1243          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1244          *
1245          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1246          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1247          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1248          * PAGE_SIZE.
1249          */
1250         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1251         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1252         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1253         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1254
1255         /*
1256          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1257          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1258          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1259          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1260          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1261          * hirunningspace.
1262          */
1263         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1264             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1265         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1266
1267         /*
1268          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1269          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1270          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1271          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1272          * average (small) directories.
1273          */
1274         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1275
1276         /*
1277          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1278          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1279          */
1280         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1281         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1282         /*
1283          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1284          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1285          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1286          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1287          */
1288         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1289                 hidirtybuffers >>= 1;
1290         }
1291         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1292
1293         /*
1294          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1295          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1296          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1297          * on other cpus.
1298          *
1299          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1300          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1301          */
1302         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1303         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1304         numfreebuffers = nbuf;
1305
1306         /* Setup the kva and free list allocators. */
1307         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1308         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1309             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1310             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1311
1312         /*
1313          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1314          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1315          * concurrency but less accurate LRU.
1316          */
1317         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1318         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1319                 struct bufdomain *bd;
1320
1321                 bd = &bdomain[i];
1322                 bd_init(bd);
1323                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1324                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1325                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1326                 bd->bd_bufspace = 0;
1327                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1328                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1329                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1330                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1331                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1332                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1333                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1334                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1335                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1336                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1337         }
1338         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1339         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1340         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1341         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1342         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1343         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1344         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1345         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1346         TSEXIT();
1347 }
1348
1349 #ifdef INVARIANTS
1350 static inline void
1351 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1352 {
1353
1354         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1355             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1356         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1357             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1358         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1359             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1360 }
1361
1362 static inline void
1363 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1364 {
1365
1366         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1367             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1368 }
1369
1370 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1371 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1372 #else
1373 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1374 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1375 #endif
1376
1377 static int
1378 isbufbusy(struct buf *bp)
1379 {
1380         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1381             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1382                 return (1);
1383         return (0);
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1388  */
1389 void
1390 bufshutdown(int show_busybufs)
1391 {
1392         static int first_buf_printf = 1;
1393         struct buf *bp;
1394         int i, iter, nbusy, pbusy;
1395 #ifndef PREEMPTION
1396         int subiter;
1397 #endif
1398
1399         /*
1400          * Sync filesystems for shutdown
1401          */
1402         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1403         kern_sync(curthread);
1404
1405         /*
1406          * With soft updates, some buffers that are
1407          * written will be remarked as dirty until other
1408          * buffers are written.
1409          */
1410         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1411                 nbusy = 0;
1412                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1413                         bp = nbufp(i);
1414                         if (isbufbusy(bp))
1415                                 nbusy++;
1416                 }
1417                 if (nbusy == 0) {
1418                         if (first_buf_printf)
1419                                 printf("All buffers synced.");
1420                         break;
1421                 }
1422                 if (first_buf_printf) {
1423                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1424                         first_buf_printf = 0;
1425                 }
1426                 printf("%d ", nbusy);
1427                 if (nbusy < pbusy)
1428                         iter = 0;
1429                 pbusy = nbusy;
1430
1431                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1432                 kern_sync(curthread);
1433
1434 #ifdef PREEMPTION
1435                 /*
1436                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1437                  */
1438                 DELAY(50000 * iter);
1439 #else
1440                 /*
1441                  * Context switch several times to allow interrupt
1442                  * threads to run.
1443                  */
1444                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1445                         sched_relinquish(curthread);
1446                         DELAY(1000);
1447                 }
1448 #endif
1449         }
1450         printf("\n");
1451         /*
1452          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1453          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1454          */
1455         nbusy = 0;
1456         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1457                 bp = nbufp(i);
1458                 if (isbufbusy(bp)) {
1459 #if 0
1460 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1461                         if (bp->b_dev == NULL) {
1462                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1463                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1464                                 continue;
1465                         }
1466 #endif
1467                         nbusy++;
1468                         if (show_busybufs > 0) {
1469                                 printf(
1470             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1471                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1472                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1473                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1474                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1475                                 if (show_busybufs > 1)
1476                                         vn_printf(bp->b_vp,
1477                                             "vnode content: ");
1478                         }
1479                 }
1480         }
1481         if (nbusy) {
1482                 /*
1483                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1484                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1485                  */
1486                 BOOTTRACE("shutdown failed to sync buffers");
1487                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1488                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1489                 swapoff_all();
1490         } else {
1491                 BOOTTRACE("shutdown sync complete");
1492                 if (!first_buf_printf)
1493                         printf("Final sync complete\n");
1494
1495                 /*
1496                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1497                  * the system as much as possible.  In particular, no
1498                  * I/O should be initiated from top levels since it
1499                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1500                  * erronously handled because other parts of the
1501                  * system are disabled.
1502                  *
1503                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1504                  * non-operational after unmount of the underlying
1505                  * filesystem.
1506                  */
1507                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1508                         swapoff_all();
1509                         vfs_unmountall();
1510                 }
1511                 BOOTTRACE("shutdown unmounted all filesystems");
1512         }
1513         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1514 }
1515
1516 static void
1517 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1518 {
1519
1520         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1521
1522         /*
1523          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1524          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1525          */
1526         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1527         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1528         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1529             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1530 }
1531
1532 static inline struct bufdomain *
1533 bufdomain(struct buf *bp)
1534 {
1535
1536         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1537 }
1538
1539 static struct bufqueue *
1540 bufqueue(struct buf *bp)
1541 {
1542
1543         switch (bp->b_qindex) {
1544         case QUEUE_NONE:
1545                 /* FALLTHROUGH */
1546         case QUEUE_SENTINEL:
1547                 return (NULL);
1548         case QUEUE_EMPTY:
1549                 return (&bqempty);
1550         case QUEUE_DIRTY:
1551                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1552         case QUEUE_CLEAN:
1553                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1554         default:
1555                 break;
1556         }
1557         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1558 }
1559
1560 /*
1561  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1562  */
1563 static struct bufqueue *
1564 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1565 {
1566         struct bufqueue *bq, *nbq;
1567
1568         /*
1569          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1570          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1571          * if the queues don't match.
1572          */
1573         bq = bufqueue(bp);
1574         BQ_LOCK(bq);
1575         for (;;) {
1576                 nbq = bufqueue(bp);
1577                 if (bq == nbq)
1578                         break;
1579                 BQ_UNLOCK(bq);
1580                 BQ_LOCK(nbq);
1581                 bq = nbq;
1582         }
1583         return (bq);
1584 }
1585
1586 /*
1587  *      binsfree:
1588  *
1589  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1590  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1591  */
1592 static void
1593 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1594 {
1595         struct bufdomain *bd;
1596         struct bufqueue *bq;
1597
1598         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1599             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1600         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1601
1602         /*
1603          * Handle delayed bremfree() processing.
1604          */
1605         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1606                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1607                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1608                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1609                         BUF_UNLOCK(bp);
1610                         return;
1611                 }
1612                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1613                 bq_remove(bq, bp);
1614                 BQ_UNLOCK(bq);
1615         }
1616         bd = bufdomain(bp);
1617         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1618                 if (bd->bd_lim != 0)
1619                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1620                 else
1621                         bq = bd->bd_cleanq;
1622         } else
1623                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1624         bq_insert(bq, bp, true);
1625 }
1626
1627 /*
1628  * buf_free:
1629  *
1630  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1631  */
1632 static void
1633 buf_free(struct buf *bp)
1634 {
1635
1636         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1637                 bremfreef(bp);
1638         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1639                 panic("losing buffer 1");
1640         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1641                 crfree(bp->b_rcred);
1642                 bp->b_rcred = NOCRED;
1643         }
1644         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1645                 crfree(bp->b_wcred);
1646                 bp->b_wcred = NOCRED;
1647         }
1648         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1649                 buf_deallocate(bp);
1650         bufkva_free(bp);
1651         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1652         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1653         BUF_UNLOCK(bp);
1654         uma_zfree(buf_zone, bp);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * buf_import:
1659  *
1660  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1661  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1662  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1663  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1664  */
1665 static int
1666 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1667 {
1668         struct buf *bp;
1669         int i;
1670
1671         BQ_LOCK(&bqempty);
1672         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1673                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1674                 if (bp == NULL)
1675                         break;
1676                 bq_remove(&bqempty, bp);
1677                 store[i] = bp;
1678         }
1679         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1680
1681         return (i);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * buf_release:
1686  *
1687  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1688  */
1689 static void
1690 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1691 {
1692         struct bufqueue *bq;
1693         struct buf *bp;
1694         int i;
1695
1696         bq = &bqempty;
1697         BQ_LOCK(bq);
1698         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1699                 bp = store[i];
1700                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1701                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1702                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1703                 bq->bq_len++;
1704                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1705         }
1706         BQ_UNLOCK(bq);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * buf_alloc:
1711  *
1712  *      Allocate an empty buffer header.
1713  */
1714 static struct buf *
1715 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1716 {
1717         struct buf *bp;
1718         int freebufs, error;
1719
1720         /*
1721          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1722          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1723          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1724          */
1725         bp = NULL;
1726         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1727         if (freebufs > 0)
1728                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1729         if (bp == NULL) {
1730                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1731                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1732                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1733                 return (NULL);
1734         }
1735         /*
1736          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1737          */
1738         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1739                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1740
1741         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1742         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1743             error));
1744         (void)error;
1745
1746         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1747             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1748         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1749             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1750         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1751             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1752         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1753             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1754         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1755         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1756         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1757
1758         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1759         bp->b_flags = 0;
1760         bp->b_ioflags = 0;
1761         bp->b_xflags = 0;
1762         bp->b_vflags = 0;
1763         bp->b_vp = NULL;
1764         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1765         bp->b_offset = NOOFFSET;
1766         bp->b_iodone = 0;
1767         bp->b_error = 0;
1768         bp->b_resid = 0;
1769         bp->b_bcount = 0;
1770         bp->b_npages = 0;
1771         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1772         bp->b_bufobj = NULL;
1773         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1774         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1775         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1776         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1777         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1778
1779         return (bp);
1780 }
1781
1782 /*
1783  *      buf_recycle:
1784  *
1785  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1786  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1787  *      defragmenting.
1788  */
1789 static int
1790 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1791 {
1792         struct bufqueue *bq;
1793         struct buf *bp, *nbp;
1794
1795         if (kva)
1796                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1797         nbp = NULL;
1798         bq = bd->bd_cleanq;
1799         BQ_LOCK(bq);
1800         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1801             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1802         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1803
1804         /*
1805          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1806          * depending.
1807          */
1808         while ((bp = nbp) != NULL) {
1809                 /*
1810                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1811                  * release the bqlock).
1812                  */
1813                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1814
1815                 /*
1816                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1817                  * some kva to reclaim.
1818                  */
1819                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1820                         continue;
1821
1822                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1823                         continue;
1824
1825                 /*
1826                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1827                  * accessed buffers.
1828                  */
1829                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1830                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1831                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1832                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1833                         BUF_UNLOCK(bp);
1834                         continue;
1835                 }
1836
1837                 /*
1838                  * Skip buffers with background writes in progress.
1839                  */
1840                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1841                         BUF_UNLOCK(bp);
1842                         continue;
1843                 }
1844
1845                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1846                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1847                     bp->b_qindex, bp));
1848                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1849                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1850                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1851                 /*
1852                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1853                  * the scan from this point on.
1854                  */
1855                 bq_remove(bq, bp);
1856                 BQ_UNLOCK(bq);
1857
1858                 /*
1859                  * Requeue the background write buffer with error and
1860                  * restart the scan.
1861                  */
1862                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1863                         bqrelse(bp);
1864                         BQ_LOCK(bq);
1865                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1866                         continue;
1867                 }
1868                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1869                 brelse(bp);
1870                 return (0);
1871         }
1872         bd->bd_wanted = 1;
1873         BQ_UNLOCK(bq);
1874
1875         return (ENOBUFS);
1876 }
1877
1878 /*
1879  *      bremfree:
1880  *
1881  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1882  *
1883  */
1884 void
1885 bremfree(struct buf *bp)
1886 {
1887
1888         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1889         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1890             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1891         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1892             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1893         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1894
1895         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1896 }
1897
1898 /*
1899  *      bremfreef:
1900  *
1901  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1902  *      it abuses the b_freelist pointer.
1903  */
1904 void
1905 bremfreef(struct buf *bp)
1906 {
1907         struct bufqueue *bq;
1908
1909         bq = bufqueue_acquire(bp);
1910         bq_remove(bq, bp);
1911         BQ_UNLOCK(bq);
1912 }
1913
1914 static void
1915 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1916 {
1917
1918         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1919         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1920         bq->bq_len = 0;
1921         bq->bq_index = qindex;
1922         bq->bq_subqueue = subqueue;
1923 }
1924
1925 static void
1926 bd_init(struct bufdomain *bd)
1927 {
1928         int i;
1929
1930         /* Per-CPU clean buf queues, plus one global queue. */
1931         bd->bd_subq = mallocarray(mp_maxid + 2, sizeof(struct bufqueue),
1932             M_BIOBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1933         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1934         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1935         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1936         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1937                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1938                     "bufq clean subqueue lock");
1939         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1940 }
1941
1942 /*
1943  *      bq_remove:
1944  *
1945  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1946  *      correct qlock held.
1947  */
1948 static void
1949 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1950 {
1951
1952         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1953             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1954         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1955             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1956         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1957             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1958
1959         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1960         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1961                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1962         }
1963         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1964             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1965         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1966         bq->bq_len--;
1967         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1968         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1969 }
1970
1971 static void
1972 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1973 {
1974         struct buf *bp;
1975
1976         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1977         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1978                 BD_LOCK(bd);
1979                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1980                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1981                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1982                             b_freelist);
1983                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1984                 }
1985                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1986                 bq->bq_len = 0;
1987         }
1988         if (bd->bd_wanted) {
1989                 bd->bd_wanted = 0;
1990                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1991         }
1992         if (bq != bd->bd_cleanq)
1993                 BD_UNLOCK(bd);
1994 }
1995
1996 static int
1997 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1998 {
1999         struct bufqueue *bq;
2000         int flushed;
2001         int i;
2002
2003         if (bd->bd_lim == 0)
2004                 return (0);
2005         flushed = 0;
2006         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
2007                 bq = &bd->bd_subq[i];
2008                 if (bq->bq_len == 0)
2009                         continue;
2010                 BQ_LOCK(bq);
2011                 bd_flush(bd, bq);
2012                 BQ_UNLOCK(bq);
2013                 flushed++;
2014         }
2015
2016         return (flushed);
2017 }
2018
2019 static void
2020 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
2021 {
2022         struct bufdomain *bd;
2023
2024         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2025                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2026
2027         bd = bufdomain(bp);
2028         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2029                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2030                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2031                         bq = bd->bd_cleanq;
2032                 BQ_LOCK(bq);
2033                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2034         } else {
2035                 BQ_LOCK(bq);
2036                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2037         }
2038         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2039         bq->bq_len++;
2040         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2041         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2042
2043         /*
2044          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2045          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2046          */
2047         if (unlock)
2048                 BUF_UNLOCK(bp);
2049
2050         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2051                 /*
2052                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2053                  */
2054                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2055                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2056                         bd_flush(bd, bq);
2057         }
2058         BQ_UNLOCK(bq);
2059 }
2060
2061 /*
2062  *      bufkva_free:
2063  *
2064  *      Free the kva allocation for a buffer.
2065  *
2066  */
2067 static void
2068 bufkva_free(struct buf *bp)
2069 {
2070
2071 #ifdef INVARIANTS
2072         if (bp->b_kvasize == 0) {
2073                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2074                     bp->b_data == unmapped_buf,
2075                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2076         } else if (buf_mapped(bp))
2077                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2078         else
2079                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2080 #endif
2081         if (bp->b_kvasize == 0)
2082                 return;
2083
2084         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2085         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2086         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2087         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2088         bp->b_kvasize = 0;
2089 }
2090
2091 /*
2092  *      bufkva_alloc:
2093  *
2094  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2095  */
2096 static int
2097 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2098 {
2099         vm_offset_t addr;
2100         int error;
2101
2102         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2103             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2104         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2105         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2106             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2107
2108         bufkva_free(bp);
2109
2110         addr = 0;
2111         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2112         if (error != 0) {
2113                 /*
2114                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2115                  * to defragment the map.
2116                  */
2117                 return (error);
2118         }
2119         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2120         bp->b_kvasize = maxsize;
2121         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2122         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2123                 bp->b_data = unmapped_buf;
2124                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2125         } else {
2126                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2127                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2128         }
2129         return (0);
2130 }
2131
2132 /*
2133  *      bufkva_reclaim:
2134  *
2135  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2136  *      callback that fires to avoid returning failure.
2137  */
2138 static void
2139 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2140 {
2141         bool done;
2142         int q;
2143         int i;
2144
2145         done = false;
2146         for (i = 0; i < 5; i++) {
2147                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2148                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2149                                 done = true;
2150                 if (done)
2151                         break;
2152         }
2153         return;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2158  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2159  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2160  */
2161 static void
2162 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2163     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2164 {
2165         struct buf *rabp;
2166         struct thread *td;
2167         int i;
2168
2169         td = curthread;
2170
2171         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2172                 if (inmem(vp, *rablkno))
2173                         continue;
2174                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2175                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2176                         brelse(rabp);
2177                         continue;
2178                 }
2179 #ifdef RACCT
2180                 if (racct_enable) {
2181                         PROC_LOCK(curproc);
2182                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2183                         PROC_UNLOCK(curproc);
2184                 }
2185 #endif /* RACCT */
2186                 td->td_ru.ru_inblock++;
2187                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2188                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2189                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2190                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2191                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2192                 }
2193                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2194                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2195                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2196                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2197                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2198                 BUF_KERNPROC(rabp);
2199                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2200                 bstrategy(rabp);
2201         }
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2206  *
2207  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2208  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2209  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2210  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2211  *
2212  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2213  *
2214  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2215  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2216  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2217  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2218  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2219  * for blkno and dblkno.
2220  */
2221 int
2222 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2223     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2224     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2225 {
2226         struct buf *bp;
2227         struct thread *td;
2228         int error, readwait, rv;
2229
2230         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2231         td = curthread;
2232         /*
2233          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2234          * are specified.
2235          */
2236         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2237         if (error != 0) {
2238                 *bpp = NULL;
2239                 return (error);
2240         }
2241         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2242             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2243             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2244         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2245         *bpp = bp;
2246
2247         /*
2248          * If not found in cache, do some I/O
2249          */
2250         readwait = 0;
2251         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2252 #ifdef RACCT
2253                 if (racct_enable) {
2254                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2255                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2256                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2257                 }
2258 #endif /* RACCT */
2259                 td->td_ru.ru_inblock++;
2260                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2261                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2262                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2263                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2264                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2265                 }
2266                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2267                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2268                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2269                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2270                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2271                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2272                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2273                 bstrategy(bp);
2274                 ++readwait;
2275         }
2276
2277         /*
2278          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2279          */
2280         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2281
2282         rv = 0;
2283         if (readwait) {
2284                 rv = bufwait(bp);
2285                 if (rv != 0) {
2286                         brelse(bp);
2287                         *bpp = NULL;
2288                 }
2289         }
2290         return (rv);
2291 }
2292
2293 /*
2294  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2295  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2296  * is invalid.
2297  *
2298  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2299  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2300  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2301  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2302  * here.
2303  */
2304 int
2305 bufwrite(struct buf *bp)
2306 {
2307         int oldflags;
2308         struct vnode *vp;
2309         long space;
2310         int vp_md;
2311
2312         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2313         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2314                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2315                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2316                 brelse(bp);
2317                 return (ENXIO);
2318         }
2319         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2320                 brelse(bp);
2321                 return (0);
2322         }
2323
2324         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2325                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2326
2327         oldflags = bp->b_flags;
2328
2329         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2330             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2331
2332         vp = bp->b_vp;
2333         if (vp)
2334                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2335         else
2336                 vp_md = 0;
2337
2338         /*
2339          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2340          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2341          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2342          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2343          */
2344         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2345         bundirty(bp);
2346
2347         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2348         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2349         bp->b_flags |= B_CACHE;
2350         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2351
2352         vfs_busy_pages(bp, 1);
2353
2354         /*
2355          * Normal bwrites pipeline writes
2356          */
2357         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2358         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2359
2360 #ifdef RACCT
2361         if (racct_enable) {
2362                 PROC_LOCK(curproc);
2363                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2364                 PROC_UNLOCK(curproc);
2365         }
2366 #endif /* RACCT */
2367         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2368         if (oldflags & B_ASYNC)
2369                 BUF_KERNPROC(bp);
2370         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2371         buf_track(bp, __func__);
2372         bstrategy(bp);
2373
2374         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2375                 int rtval = bufwait(bp);
2376                 brelse(bp);
2377                 return (rtval);
2378         } else if (space > hirunningspace) {
2379                 /*
2380                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2381                  * system.  We will not deadlock here because
2382                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2383                  * to complete. We do not block here if it is the update
2384                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2385                  * to deadlock.
2386                  */
2387                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2388                         waitrunningbufspace();
2389         }
2390
2391         return (0);
2392 }
2393
2394 void
2395 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2396 {
2397         struct buf *nbp;
2398         struct bufdomain *bd;
2399
2400         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2401         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2402                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2403                 altbufferflushes++;
2404         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2405                 BO_LOCK(bo);
2406                 /*
2407                  * Try to find a buffer to flush.
2408                  */
2409                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2410                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2411                             BUF_LOCK(nbp,
2412                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2413                                 continue;
2414                         if (bp == nbp)
2415                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2416                         BO_UNLOCK(bo);
2417                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2418                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2419                                 BO_LOCK(bo);
2420                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2421                                 continue;
2422                         }
2423                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2424                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2425                         } else {
2426                                 bremfree(nbp);
2427                                 bawrite(nbp);
2428                         }
2429                         dirtybufferflushes++;
2430                         break;
2431                 }
2432                 if (nbp == NULL)
2433                         BO_UNLOCK(bo);
2434         }
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2439  * anything if the buffer is marked invalid.
2440  *
2441  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2442  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2443  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2444  * out synchronously.
2445  */
2446 void
2447 bdwrite(struct buf *bp)
2448 {
2449         struct thread *td = curthread;
2450         struct vnode *vp;
2451         struct bufobj *bo;
2452
2453         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2454         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2455         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2456             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2457
2458         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2459                 brelse(bp);
2460                 return;
2461         }
2462
2463         /*
2464          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2465          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2466          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2467          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2468          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2469          */
2470         vp = bp->b_vp;
2471         bo = bp->b_bufobj;
2472         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2473                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2474                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2475                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2476         } else
2477                 recursiveflushes++;
2478
2479         bdirty(bp);
2480         /*
2481          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2482          * true even of NFS now.
2483          */
2484         bp->b_flags |= B_CACHE;
2485
2486         /*
2487          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2488          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2489          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2490          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2491          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2492          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2493          * the bmap then...  So, this is important to do.
2494          */
2495         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2496                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2497         }
2498
2499         buf_track(bp, __func__);
2500
2501         /*
2502          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2503          * pages.
2504          *
2505          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2506          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2507          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2508          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2509          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2510          * or perhaps the cluster will be completed.
2511          */
2512         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2513         bqrelse(bp);
2514
2515         /*
2516          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2517          * due to the softdep code.
2518          */
2519 }
2520
2521 /*
2522  *      bdirty:
2523  *
2524  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2525  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2526  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2527  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2528  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2529  *
2530  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2531  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2532  *      should only be called if the buffer is known-good.
2533  *
2534  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2535  *      count.
2536  *
2537  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2538  */
2539 void
2540 bdirty(struct buf *bp)
2541 {
2542
2543         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2544             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2545         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2546         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2547             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2548         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2549         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2550
2551         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2552                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2553                 reassignbuf(bp);
2554                 bdirtyadd(bp);
2555         }
2556 }
2557
2558 /*
2559  *      bundirty:
2560  *
2561  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2562  *
2563  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2564  *      count.
2565  *
2566  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2567  */
2568
2569 void
2570 bundirty(struct buf *bp)
2571 {
2572
2573         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2574         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2575         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2576             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2577
2578         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2579                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2580                 reassignbuf(bp);
2581                 bdirtysub(bp);
2582         }
2583         /*
2584          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2585          */
2586         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2587 }
2588
2589 /*
2590  *      bawrite:
2591  *
2592  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2593  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2594  *
2595  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2596  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2597  */
2598 void
2599 bawrite(struct buf *bp)
2600 {
2601
2602         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2603         (void) bwrite(bp);
2604 }
2605
2606 /*
2607  *      babarrierwrite:
2608  *
2609  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2610  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2611  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2612  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2613  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2614  */
2615 void
2616 babarrierwrite(struct buf *bp)
2617 {
2618
2619         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2620         (void) bwrite(bp);
2621 }
2622
2623 /*
2624  *      bbarrierwrite:
2625  *
2626  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2627  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2628  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2629  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2630  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2631  */
2632 int
2633 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2634 {
2635
2636         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2637         return (bwrite(bp));
2638 }
2639
2640 /*
2641  *      bwillwrite:
2642  *
2643  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2644  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2645  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2646  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2647  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2648  */
2649 void
2650 bwillwrite(void)
2651 {
2652
2653         if (buf_dirty_count_severe()) {
2654                 mtx_lock(&bdirtylock);
2655                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2656                         bdirtywait = 1;
2657                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2658                             "flswai", 0);
2659                 }
2660                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2661         }
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Return true if we have too many dirty buffers.
2666  */
2667 int
2668 buf_dirty_count_severe(void)
2669 {
2670
2671         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2672 }
2673
2674 /*
2675  *      brelse:
2676  *
2677  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2678  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2679  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2680  */
2681 void
2682 brelse(struct buf *bp)
2683 {
2684         struct mount *v_mnt;
2685         int qindex;
2686
2687         /*
2688          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2689          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2690          */
2691         if (bp == NULL)
2692                 return;
2693         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2694             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2695         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2696             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2697         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2698             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2699
2700         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2701                 /*
2702                  * Do not process, in particular, do not handle the
2703                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2704                  */
2705                 BUF_UNLOCK(bp);
2706                 return;
2707         }
2708
2709         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2710                 bqrelse(bp);
2711                 return;
2712         }
2713
2714         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2715                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2716         } else {
2717                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2718                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2719         }
2720
2721         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2722                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2723                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2724                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2725                 bdirty(bp);
2726         }
2727
2728         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2729             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2730                 /*
2731                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2732                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2733                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2734                  * freed.
2735                  */
2736                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2737                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2738         }
2739
2740         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2741             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2742             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2743                 /*
2744                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2745                  * means the device is gone) are treated as being
2746                  * transient.
2747                  *
2748                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2749                  * contract with the local storage device drivers is that
2750                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2751                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2752                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2753                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2754                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2755                  * this entire case should be made obsolete through better
2756                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2757                  *
2758                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2759                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2760                  * to access the buffer to untangle them.
2761                  *
2762                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2763                  */
2764                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2765                 bdirty(bp);
2766         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2767             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2768                 /*
2769                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2770                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2771                  * no longer present.
2772                  */
2773                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2774                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2775                         buf_deallocate(bp);
2776                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2777                         bdirtysub(bp);
2778                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2779                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2780                         allocbuf(bp, 0);
2781                         if (bp->b_vp)
2782                                 brelvp(bp);
2783                 }
2784         }
2785
2786         /*
2787          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2788          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2789          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2790          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2791          * 
2792          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2793          * if B_DELWRI is set.
2794          */
2795         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2796                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2797
2798         /*
2799          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2800          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2801          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2802          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2803          *
2804          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2805          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2806          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2807          *
2808          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2809          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2810          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2811          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2812          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2813          * background write.
2814          */
2815
2816         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2817
2818         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2819             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2820             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2821             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2822                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2823                 allocbuf(bp, 0);
2824         }
2825
2826         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2827             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2828                 allocbuf(bp, 0);
2829                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2830                 if (bp->b_vp != NULL)
2831                         brelvp(bp);
2832         }
2833
2834         /*
2835          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2836          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2837          * doesn't find it.
2838          */
2839         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2840             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2841                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2842         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2843                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2844                         bundirty(bp);
2845                 if (bp->b_vp)
2846                         brelvp(bp);
2847         }
2848
2849         buf_track(bp, __func__);
2850
2851         /* buffers with no memory */
2852         if (bp->b_bufsize == 0) {
2853                 buf_free(bp);
2854                 return;
2855         }
2856         /* buffers with junk contents */
2857         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2858             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2859                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2860                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2861                         panic("losing buffer 2");
2862                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2863                 bp->b_flags |= B_AGE;
2864         /* remaining buffers */
2865         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2866                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2867         else
2868                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2869
2870         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2871                 panic("brelse: not dirty");
2872
2873         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2874         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2875         /* binsfree unlocks bp. */
2876         binsfree(bp, qindex);
2877 }
2878
2879 /*
2880  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2881  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2882  *
2883  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2884  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2885  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2886  * again soon.
2887  *
2888  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2889  */
2890 void
2891 bqrelse(struct buf *bp)
2892 {
2893         int qindex;
2894
2895         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2896         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2897             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2898
2899         qindex = QUEUE_NONE;
2900         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2901                 /* do not release to free list */
2902                 BUF_UNLOCK(bp);
2903                 return;
2904         }
2905         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2906         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2907
2908         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2909                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2910         } else {
2911                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2912                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2913         }
2914
2915         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2916                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2917                         bremfreef(bp);
2918                 goto out;
2919         }
2920
2921         /* buffers with stale but valid contents */
2922         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2923             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2924                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2925                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2926                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2927                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2928         } else {
2929                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2930                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2931                         panic("bqrelse: not dirty");
2932                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2933                         brelse(bp);
2934                         return;
2935                 }
2936                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2937         }
2938         buf_track(bp, __func__);
2939         /* binsfree unlocks bp. */
2940         binsfree(bp, qindex);
2941         return;
2942
2943 out:
2944         buf_track(bp, __func__);
2945         /* unlock */
2946         BUF_UNLOCK(bp);
2947 }
2948
2949 /*
2950  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2951  * restore bogus pages.
2952  */
2953 static void
2954 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2955 {
2956         vm_ooffset_t foff;
2957         vm_page_t m;
2958         vm_object_t obj;
2959         struct vnode *vp __unused;
2960         int i, iosize, resid;
2961         bool bogus;
2962
2963         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2964         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2965             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2966             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2967
2968         vp = bp->b_vp;
2969         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2970         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2971
2972         foff = bp->b_offset;
2973         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2974             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2975
2976         bogus = false;
2977         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2978         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2979                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2980                 if (resid > iosize)
2981                         resid = iosize;
2982
2983                 /*
2984                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2985                  */
2986                 m = bp->b_pages[i];
2987                 if (m == bogus_page) {
2988                         bogus = true;
2989                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2990                         if (m == NULL)
2991                                 panic("biodone: page disappeared!");
2992                         bp->b_pages[i] = m;
2993                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2994                         /*
2995                          * In the write case, the valid and clean bits are
2996                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2997                          * only need to do this here in the read case.
2998                          */
2999                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
3000                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
3001                             "has unexpected dirty bits", m));
3002                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
3003                 }
3004                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
3005                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
3006                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
3007
3008                 vm_page_sunbusy(m);
3009                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3010                 iosize -= resid;
3011         }
3012         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
3013         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
3014                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3015                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
3016                     bp->b_pages, bp->b_npages);
3017         }
3018 }
3019
3020 /*
3021  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
3022  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3023  */
3024 static void
3025 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3026 {
3027         vm_object_t obj;
3028         vm_page_t m;
3029         int flags, i, resid, poffset, presid;
3030
3031         if (buf_mapped(bp)) {
3032                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3033                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3034         } else
3035                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3036         /*
3037          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3038          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3039          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3040          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3041          *
3042          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3043          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3044          * m->dirty, etc...). 
3045          *
3046          * See man buf(9) for more information
3047          */
3048         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3049         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3050         resid = bp->b_bufsize;
3051         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3052         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3053         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3054                 m = bp->b_pages[i];
3055                 if (m == bogus_page)
3056                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3057                 bp->b_pages[i] = NULL;
3058
3059                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3060                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3061                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3062                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3063                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3064                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3065                 vm_page_sunbusy(m);
3066                 vm_page_release_locked(m, flags);
3067                 resid -= presid;
3068                 poffset = 0;
3069         }
3070         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3071         bp->b_npages = 0;
3072 }
3073
3074 /*
3075  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3076  */
3077 static void
3078 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3079 {
3080         vm_object_t obj;
3081         vm_page_t m;
3082         int flags, i;
3083
3084         if (bp->b_npages == desiredpages)
3085                 return;
3086
3087         if (buf_mapped(bp)) {
3088                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3089                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3090                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3091         } else
3092                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3093
3094         /*
3095          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3096          */
3097         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3098         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3099                 flags |= VPR_TRYFREE;
3100                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3101                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3102         } else {
3103                 obj = NULL;
3104         }
3105         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3106                 m = bp->b_pages[i];
3107                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3108                 bp->b_pages[i] = NULL;
3109                 if (obj != NULL)
3110                         vm_page_release_locked(m, flags);
3111                 else
3112                         vm_page_release(m, flags);
3113         }
3114         if (obj != NULL)
3115                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3116         bp->b_npages = desiredpages;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3121  */
3122 static void
3123 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3124 {
3125         /*
3126          * We are growing the buffer, possibly in a 
3127          * byte-granular fashion.
3128          */
3129         vm_object_t obj;
3130         vm_offset_t toff;
3131         vm_offset_t tinc;
3132         vm_page_t m;
3133
3134         /*
3135          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3136          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3137          * are not valid for the range covered by the buffer.
3138          */
3139         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3140         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3141                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3142                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3143                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3144
3145                 /*
3146                  * We must allocate system pages since blocking
3147                  * here could interfere with paging I/O, no
3148                  * matter which process we are.
3149                  *
3150                  * Only exclusive busy can be tested here.
3151                  * Blocking on shared busy might lead to
3152                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3153                  * pages are vfs_busy_pages().
3154                  */
3155                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3156                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3157                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3158                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3159                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3160                 bp->b_npages = desiredpages;
3161         }
3162
3163         /*
3164          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3165          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3166          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3167          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3168          * aligned range ( newbsize ).
3169          *
3170          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3171          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3172          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3173          * fails with NFS if the server or some other client
3174          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3175          * B_CACHE may remain set! XXX
3176          */
3177         toff = bp->b_bcount;
3178         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3179         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3180                 vm_pindex_t pi;
3181
3182                 if (tinc > (size - toff))
3183                         tinc = size - toff;
3184                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3185                 m = bp->b_pages[pi];
3186                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3187                 toff += tinc;
3188                 tinc = PAGE_SIZE;
3189         }
3190
3191         /*
3192          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3193          */
3194         if (buf_mapped(bp))
3195                 bpmap_qenter(bp);
3196         else
3197                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3198 }
3199
3200 /*
3201  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3202  * write.
3203  */
3204 static int
3205 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3206 {
3207         struct buf *bpa;
3208         int match;
3209
3210         match = 0;
3211
3212         /* If the buf isn't in core skip it */
3213         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3214                 return (0);
3215
3216         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3217         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3218                 return (0);
3219
3220         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3221         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3222             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3223                 goto done;
3224
3225         if (bpa->b_bufsize != size)
3226                 goto done;
3227
3228         /*
3229          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3230          * block has been mapped.
3231          */
3232         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3233                 match = 1;
3234 done:
3235         BUF_UNLOCK(bpa);
3236         return (match);
3237 }
3238
3239 /*
3240  *      vfs_bio_awrite:
3241  *
3242  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3243  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3244  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3245  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3246  */
3247 int
3248 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3249 {
3250         struct bufobj *bo;
3251         int i;
3252         int j;
3253         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3254         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3255         int ncl;
3256         int nwritten;
3257         int size;
3258         int maxcl;
3259         int gbflags;
3260
3261         bo = &vp->v_bufobj;
3262         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3263         /*
3264          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3265          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3266          * rather then at the beginning.
3267          */
3268         if ((vp->v_type == VREG) && 
3269             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3270             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3271                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3272                 maxcl = maxphys / size;
3273
3274                 BO_RLOCK(bo);
3275                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3276                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3277                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3278                                 break;
3279
3280                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3281                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3282                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3283                                 break;
3284                 BO_RUNLOCK(bo);
3285                 --j;
3286                 ncl = i + j;
3287                 /*
3288                  * this is a possible cluster write
3289                  */
3290                 if (ncl != 1) {
3291                         BUF_UNLOCK(bp);
3292                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3293                             gbflags);
3294                         return (nwritten);
3295                 }
3296         }
3297         bremfree(bp);
3298         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3299         /*
3300          * default (old) behavior, writing out only one block
3301          *
3302          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3303          */
3304         nwritten = bp->b_bufsize;
3305         (void) bwrite(bp);
3306
3307         return (nwritten);
3308 }
3309
3310 /*
3311  *      getnewbuf_kva:
3312  *
3313  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3314  */
3315 static int
3316 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3317 {
3318
3319         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3320                 /*
3321                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3322                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3323                  */
3324                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3325
3326                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3327                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3328                         return (ENOSPC);
3329         }
3330         return (0);
3331 }
3332
3333 /*
3334  *      getnewbuf:
3335  *
3336  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3337  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3338  *
3339  *      We block if:
3340  *              We have insufficient buffer headers
3341  *              We have insufficient buffer space
3342  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3343  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3344  *
3345  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3346  *      allocbuf() is called.
3347  */
3348 static struct buf *
3349 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3350 {
3351         struct bufdomain *bd;
3352         struct buf *bp;
3353         bool metadata, reserved;
3354
3355         bp = NULL;
3356         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3357             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3358         if (!unmapped_buf_allowed)
3359                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3360
3361         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3362             vp->v_type == VCHR)
3363                 metadata = true;
3364         else
3365                 metadata = false;
3366         if (vp == NULL)
3367                 bd = &bdomain[0];
3368         else
3369                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3370
3371         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3372         reserved = false;
3373         do {
3374                 if (reserved == false &&
3375                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3376                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3377                         continue;
3378                 }
3379                 reserved = true;
3380                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3381                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3382                         continue;
3383                 }
3384                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3385                         return (bp);
3386                 break;
3387         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3388
3389         if (reserved)
3390                 bufspace_release(bd, maxsize);
3391         if (bp != NULL) {
3392                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3393                 brelse(bp);
3394         }
3395         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3396
3397         return (NULL);
3398 }
3399
3400 /*
3401  *      buf_daemon:
3402  *
3403  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3404  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3405  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3406  */
3407 static struct kproc_desc buf_kp = {
3408         "bufdaemon",
3409         buf_daemon,
3410         &bufdaemonproc
3411 };
3412 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3413
3414 static int
3415 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3416 {
3417         int flushed;
3418
3419         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3420         if (flushed == 0) {
3421                 /*
3422                  * Could not find any buffers without rollback
3423                  * dependencies, so just write the first one
3424                  * in the hopes of eventually making progress.
3425                  */
3426                 if (vp != NULL && target > 2)
3427                         target /= 2;
3428                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3429         }
3430         return (flushed);
3431 }
3432
3433 static void
3434 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3435 {
3436         int error;
3437
3438         if (KERNEL_PANICKED())
3439                 return;
3440
3441         mtx_lock(&bdlock);
3442         bd_shutdown = true;
3443         wakeup(&bd_request);
3444         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3445             60 * hz);
3446         mtx_unlock(&bdlock);
3447         if (error != 0)
3448                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3449 }
3450
3451 static void
3452 buf_daemon(void)
3453 {
3454         struct bufdomain *bd;
3455         int speedupreq;
3456         int lodirty;
3457         int i;
3458
3459         /*
3460          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3461          */
3462         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3463             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3464
3465         /*
3466          * Start the buf clean daemons as children threads.
3467          */
3468         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3469                 int error;
3470
3471                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3472                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3473                 if (error)
3474                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3475         }
3476
3477         /*
3478          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3479          */
3480         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3481         mtx_lock(&bdlock);
3482         while (!bd_shutdown) {
3483                 bd_request = 0;
3484                 mtx_unlock(&bdlock);
3485
3486                 /*
3487                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3488                  * requests.
3489                  */
3490                 speedupreq = bd_speedupreq;
3491                 bd_speedupreq = 0;
3492
3493                 /*
3494                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3495                  * the speedup request.
3496                  */
3497                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3498                         bd = &bdomain[i];
3499                         if (speedupreq)
3500                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3501                         else
3502                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3503                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3504                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3505                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3506                                         break;
3507                                 kern_yield(PRI_USER);
3508                         }
3509                 }
3510
3511                 /*
3512                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3513                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3514                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3515                  * built up, within reason.
3516                  *
3517                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3518                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3519                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3520                  */
3521                 mtx_lock(&bdlock);
3522                 if (bd_shutdown)
3523                         break;
3524                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3525                         /*
3526                          * We reached our low water mark, reset the
3527                          * request and sleep until we are needed again.
3528                          * The sleep is just so the suspend code works.
3529                          */
3530                         bd_request = 0;
3531                         /*
3532                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3533                          * changed via sysctl and the explicit transition
3534                          * out of shortfall was missed.
3535                          */
3536                         bdirtywakeup();
3537                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3538                                 runningwakeup();
3539                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3540                 } else {
3541                         /*
3542                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3543                          * still have too many dirty buffers, we
3544                          * have to sleep and try again.  (rare)
3545                          */
3546                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3547                 }
3548         }
3549         wakeup(&bd_shutdown);
3550         mtx_unlock(&bdlock);
3551         kthread_exit();
3552 }
3553
3554 /*
3555  *      flushbufqueues:
3556  *
3557  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3558  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3559  *      particularly sensitive to.
3560  */
3561 static int flushwithdeps = 0;
3562 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3563     &flushwithdeps, 0,
3564     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3565
3566 static int
3567 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3568     int flushdeps)
3569 {
3570         struct bufqueue *bq;
3571         struct buf *sentinel;
3572         struct vnode *vp;
3573         struct mount *mp;
3574         struct buf *bp;
3575         int hasdeps;
3576         int flushed;
3577         int error;
3578         bool unlock;
3579
3580         flushed = 0;
3581         bq = &bd->bd_dirtyq;
3582         bp = NULL;
3583         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3584         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3585         BQ_LOCK(bq);
3586         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3587         BQ_UNLOCK(bq);
3588         while (flushed != target) {
3589                 maybe_yield();
3590                 BQ_LOCK(bq);
3591                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3592                 if (bp != NULL) {
3593                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3594                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3595                             b_freelist);
3596                 } else {
3597                         BQ_UNLOCK(bq);
3598                         break;
3599                 }
3600                 /*
3601                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3602                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3603                  *
3604                  * Only flush the buffers that belong to the
3605                  * vnode locked by the curthread.
3606                  */
3607                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3608                     bp->b_vp != lvp)) {
3609                         BQ_UNLOCK(bq);
3610                         continue;
3611                 }
3612                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3613                 BQ_UNLOCK(bq);
3614                 if (error != 0)
3615                         continue;
3616
3617                 /*
3618                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3619                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3620                  */
3621                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3622                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3623                         BUF_UNLOCK(bp);
3624                         continue;
3625                 }
3626                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3627                         bremfreef(bp);
3628                         brelse(bp);
3629                         flushed++;
3630                         continue;
3631                 }
3632
3633                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3634                         if (flushdeps == 0) {
3635                                 BUF_UNLOCK(bp);
3636                                 continue;
3637                         }
3638                         hasdeps = 1;
3639                 } else
3640                         hasdeps = 0;
3641                 /*
3642                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3643                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3644                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3645                  * system.
3646                  *
3647                  * The lock order here is the reverse of the normal
3648                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3649                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3650                  */
3651                 vp = bp->b_vp;
3652                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3653                         BUF_UNLOCK(bp);
3654                         continue;
3655                 }
3656                 if (lvp == NULL) {
3657                         unlock = true;
3658                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3659                 } else {
3660                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3661                         unlock = false;
3662                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3663                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3664                 }
3665                 if (error == 0) {
3666                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3667                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3668                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3669                                 vfs_bio_awrite(bp);
3670                         } else {
3671                                 bremfree(bp);
3672                                 bwrite(bp);
3673                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3674                         }
3675                         vn_finished_write(mp);
3676                         if (unlock)
3677                                 VOP_UNLOCK(vp);
3678                         flushwithdeps += hasdeps;
3679                         flushed++;
3680
3681                         /*
3682                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3683                          * vnode lock leads to deadlock.
3684                          */
3685                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3686                             runningbufspace > hirunningspace)
3687                                 waitrunningbufspace();
3688                         continue;
3689                 }
3690                 vn_finished_write(mp);
3691                 BUF_UNLOCK(bp);
3692         }
3693         BQ_LOCK(bq);
3694         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3695         BQ_UNLOCK(bq);
3696         free(sentinel, M_TEMP);
3697         return (flushed);
3698 }
3699
3700 /*
3701  * Check to see if a block is currently memory resident.
3702  */
3703 struct buf *
3704 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3705 {
3706         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3707 }
3708
3709 /*
3710  * Returns true if no I/O is needed to access the
3711  * associated VM object.  This is like incore except
3712  * it also hunts around in the VM system for the data.
3713  */
3714 bool
3715 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3716 {
3717         vm_object_t obj;
3718         vm_offset_t toff, tinc, size;
3719         vm_page_t m, n;
3720         vm_ooffset_t off;
3721         int valid;
3722
3723         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3724
3725         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3726                 return (true);
3727         if (vp->v_mount == NULL)
3728                 return (false);
3729         obj = vp->v_object;
3730         if (obj == NULL)
3731                 return (false);
3732
3733         size = PAGE_SIZE;
3734         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3735                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3736         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3737
3738         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3739                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3740 recheck:
3741                 if (m == NULL)
3742                         return (false);
3743
3744                 tinc = size;
3745                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3746                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3747                 /*
3748                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3749                  * during the check.
3750                  */
3751                 valid = vm_page_is_valid(m,
3752                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3753                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3754                 if (m != n) {
3755                         m = n;
3756                         goto recheck;
3757                 }
3758                 if (!valid)
3759                         return (false);
3760         }
3761         return (true);
3762 }
3763
3764 /*
3765  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3766  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3767  * to the size of the buffer.
3768  *
3769  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3770  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3771  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3772  *
3773  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3774  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3775  */
3776 static void
3777 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3778 {
3779         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3780         vm_page_t m;
3781         int i;
3782
3783         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3784                 return;
3785
3786         foff = bp->b_offset;
3787         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3788             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3789
3790         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3791         vfs_setdirty_range(bp);
3792         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3793                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3794                 eoff = noff;
3795                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3796                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3797                 m = bp->b_pages[i];
3798                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3799                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3800                 foff = noff;
3801         }
3802         vfs_busy_pages_release(bp);
3803 }
3804
3805 static void
3806 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3807 {
3808         vm_offset_t boffset;
3809         vm_offset_t eoffset;
3810         int i;
3811
3812         /*
3813          * test the pages to see if they have been modified directly
3814          * by users through the VM system.
3815          */
3816         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3817                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3818
3819         /*
3820          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3821          * (eoffset - boffset) bytes.
3822          */
3823
3824         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3825                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3826                         break;
3827         }
3828         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3829
3830         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3831                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3832                         break;
3833                 }
3834         }
3835         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3836
3837         /*
3838          * Fit it to the buffer.
3839          */
3840
3841         if (eoffset > bp->b_bcount)
3842                 eoffset = bp->b_bcount;
3843
3844         /*
3845          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3846          * dirty range.
3847          */
3848
3849         if (boffset < eoffset) {
3850                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3851                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3852                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3853                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3854         }
3855 }
3856
3857 /*
3858  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3859  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3860  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3861  */
3862 static void
3863 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3864 {
3865         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3866         off_t offset;
3867
3868         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3869             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3870         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3871             bp->b_data == unmapped_buf &&
3872             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3873         if (!need_mapping && !need_kva)
3874                 return;
3875
3876         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3877
3878         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3879                 /*
3880                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3881                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3882                  * allocated space.
3883                  */
3884                 goto has_addr;
3885         }
3886
3887         /*
3888          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3889          * if the buffer was mapped.
3890          */
3891         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3892         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3893         offset = blkno * bsize;
3894         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3895         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3896
3897         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3898                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3899                         /*
3900                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3901                          * succeed, not sure what else to do.
3902                          */
3903                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3904                 }
3905                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3906                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3907         }
3908 has_addr:
3909         if (need_mapping) {
3910                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3911                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3912                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3913                 bpmap_qenter(bp);
3914         }
3915 }
3916
3917 struct buf *
3918 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3919     int flags)
3920 {
3921         struct buf *bp;
3922         int error;
3923
3924         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3925         if (error != 0)
3926                 return (NULL);
3927         return (bp);
3928 }
3929
3930 /*
3931  *      getblkx:
3932  *
3933  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3934  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3935  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3936  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3937  *      READ.
3938  *
3939  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3940  *      an existing buffer.
3941  *
3942  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3943  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3944  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3945  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3946  *
3947  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3948  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3949  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3950  *      backing VM.
3951  *
3952  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3953  *      B_CACHE bit is clear.
3954  *
3955  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3956  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3957  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3958  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3959  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3960  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3961  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3962  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3963  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3964  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3965  *
3966  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3967  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3968  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3969  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3970  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3971  *      for blkno and dblkno.
3972  */
3973 int
3974 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3975     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3976 {
3977         struct buf *bp;
3978         struct bufobj *bo;
3979         daddr_t d_blkno;
3980         int bsize, error, maxsize, vmio;
3981         off_t offset;
3982
3983         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3984         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3985             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3986         if (vp->v_type != VCHR)
3987                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3988         if (size > maxbcachebuf)
3989                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3990                     maxbcachebuf);
3991         if (!unmapped_buf_allowed)
3992                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3993
3994         bo = &vp->v_bufobj;
3995         d_blkno = dblkno;
3996
3997         /* Attempt lockless lookup first. */
3998         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3999         if (bp == NULL) {
4000                 /*
4001                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
4002                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
4003                  */
4004                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
4005                         goto loop;
4006                 goto newbuf_unlocked;
4007         }
4008
4009         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
4010             0);
4011         if (error != 0)
4012                 goto loop;
4013
4014         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
4015         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
4016                 goto foundbuf_fastpath;
4017
4018         /* It changed, fallback to locked lookup. */
4019         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
4020
4021 loop:
4022         BO_RLOCK(bo);
4023         bp = gbincore(bo, blkno);
4024         if (bp != NULL) {
4025                 int lockflags;
4026
4027                 /*
4028                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4029                  * it must be on a queue.
4030                  */
4031                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4032                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4033 #ifdef WITNESS
4034                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4035 #endif
4036
4037                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4038                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4039
4040                 /*
4041                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4042                  * the buffer changed identities.
4043                  */
4044                 if (error == ENOLCK)
4045                         goto loop;
4046                 /* We timed out or were interrupted. */
4047                 else if (error != 0)
4048                         return (error);
4049
4050 foundbuf_fastpath:
4051                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4052                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4053                         goto end;
4054
4055                 /*
4056                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4057                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4058                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4059                  * backing VM cache.
4060                  */
4061                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4062                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4063                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4064                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4065                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4066                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4067                 else
4068                         bremfree(bp);
4069
4070                 /*
4071                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4072                  */
4073                 if (bp->b_bcount != size) {
4074                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4075                             (size > bp->b_kvasize)) {
4076                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4077                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4078                                         bwrite(bp);
4079                                 } else {
4080                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4081                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4082                                                 brelse(bp);
4083                                         } else {
4084                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4085                                                 bwrite(bp);
4086                                         }
4087                                 }
4088                                 goto loop;
4089                         }
4090                 }
4091
4092                 /*
4093                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4094                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4095                  * reservation is requested.
4096                  */
4097                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4098
4099                 /*
4100                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4101                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4102                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4103                  * unchanged from its previous state.
4104                  */
4105                 allocbuf(bp, size);
4106
4107                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4108                     ("getblk: no buffer offset"));
4109
4110                 /*
4111                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4112                  * be committed before we can return the buffer in
4113                  * order to prevent the caller from issuing a read
4114                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4115                  * it.
4116                  *
4117                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4118                  * operate properly either because they assume they
4119                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4120                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4121                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4122                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4123                  * preventing further loops.
4124                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4125                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4126                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4127                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4128                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4129                  * after the write.
4130                  *
4131                  * We might be able to do something fancy, like setting
4132                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4133                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4134                  * confusing.  This is much easier.
4135                  */
4136
4137                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4138                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4139                         bwrite(bp);
4140                         goto loop;
4141                 }
4142                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4143         } else {
4144                 /*
4145                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4146                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4147                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4148                  */
4149                 BO_RUNLOCK(bo);
4150 newbuf_unlocked:
4151                 /*
4152                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4153                  * here.
4154                  */
4155                 if (flags & GB_NOCREAT)
4156                         return (EEXIST);
4157
4158                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4159                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4160                 offset = blkno * bsize;
4161                 vmio = vp->v_object != NULL;
4162                 if (vmio) {
4163                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4164                 } else {
4165                         maxsize = size;
4166                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4167                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4168                 }
4169                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4170                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4171                     !vn_isdisk(vp)) {
4172                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4173                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4174                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4175                             vp));
4176                         if (error != 0)
4177                                 return (error);
4178                         if (d_blkno == -1)
4179                                 return (EJUSTRETURN);
4180                 }
4181
4182                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4183                 if (bp == NULL) {
4184                         if (slpflag || slptimeo)
4185                                 return (ETIMEDOUT);
4186                         /*
4187                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4188                          * enough to work under very low memory conditions.
4189                          *
4190                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4191                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4192                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4193                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4194                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4195                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4196                          * This never happens because we never yield.
4197                          *
4198                          * The real solution is to identify and fix these cases
4199                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4200                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4201                          */
4202                         kern_yield(PRI_USER);
4203                         goto loop;
4204                 }
4205
4206                 /*
4207                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4208                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4209                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4210                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4211                  * throw away the one we just created.
4212                  *
4213                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4214                  * with the vp especially considering limitations in
4215                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4216                  * lblkno's.
4217                  */
4218                 BO_LOCK(bo);
4219                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4220                         BO_UNLOCK(bo);
4221                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4222                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4223                         brelse(bp);
4224                         goto loop;
4225                 }
4226
4227                 /*
4228                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4229                  * be found by incore.
4230                  */
4231                 bp->b_lblkno = blkno;
4232                 bp->b_blkno = d_blkno;
4233                 bp->b_offset = offset;
4234                 bgetvp(vp, bp);
4235                 BO_UNLOCK(bo);
4236
4237                 /*
4238                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4239                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4240                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4241                  * backing store for validity.
4242                  */
4243
4244                 if (vmio) {
4245                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4246                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4247                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4248                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4249                 } else {
4250                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4251                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4252                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4253                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4254                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4255                 }
4256
4257                 allocbuf(bp, size);
4258                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4259                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4260         }
4261         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4262 end:
4263         buf_track(bp, __func__);
4264         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4265             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4266         *bpp = bp;
4267         return (0);
4268 }
4269
4270 /*
4271  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4272  * set to B_INVAL.
4273  */
4274 struct buf *
4275 geteblk(int size, int flags)
4276 {
4277         struct buf *bp;
4278         int maxsize;
4279
4280         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4281         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4282                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4283                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4284                         return (NULL);
4285         }
4286         allocbuf(bp, size);
4287         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4288         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4289         return (bp);
4290 }
4291
4292 /*
4293  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4294  */
4295 static void
4296 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4297 {
4298
4299         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4300                 /*
4301                  * malloced buffers are not shrunk
4302                  */
4303                 if (newbsize == 0) {
4304                         bufmallocadjust(bp, 0);
4305                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4306                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4307                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4308                 }
4309                 return;
4310         }
4311         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4312         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4313 }
4314
4315 /*
4316  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4317  */
4318 static void
4319 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4320 {
4321         caddr_t origbuf;
4322         int origbufsize;
4323
4324         /*
4325          * We only use malloced memory on the first allocation.
4326          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4327          * grows.
4328          *
4329          * There is a potential smp race here that could lead
4330          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4331          * is probably extremely rare and not worth worrying
4332          * over.
4333          */
4334         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4335             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4336                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4337                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4338                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4339                 return;
4340         }
4341
4342         /*
4343          * If the buffer is growing on its other-than-first
4344          * allocation then we revert to the page-allocation
4345          * scheme.
4346          */
4347         origbuf = NULL;
4348         origbufsize = 0;
4349         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4350                 origbuf = bp->b_data;
4351                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4352                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4353                 bufmallocadjust(bp, 0);
4354                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4355                 newbsize = round_page(newbsize);
4356         }
4357         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4358             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4359         if (origbuf != NULL) {
4360                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4361                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4362         }
4363         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4364 }
4365
4366 /*
4367  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4368  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4369  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4370  * resize a buffer up or down.
4371  *
4372  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4373  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4374  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4375  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4376  *
4377  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4378  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4379  */
4380 int
4381 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4382 {
4383         int newbsize;
4384
4385         if (bp->b_bcount == size)
4386                 return (1);
4387
4388         KASSERT(bp->b_kvasize == 0 || bp->b_kvasize >= size,
4389             ("allocbuf: buffer too small %p %#x %#x",
4390             bp, bp->b_kvasize, size));
4391
4392         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4393         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4394                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4395                         newbsize = round_page(newbsize);
4396                 /*
4397                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4398                  * mess with B_CACHE.
4399                  */
4400                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4401                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4402                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4403                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4404         } else {
4405                 int desiredpages;
4406
4407                 desiredpages = size == 0 ? 0 :
4408                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4409
4410                 KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
4411                     ("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced %p", bp));
4412
4413                 /*
4414                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4415                  * 0-length.
4416                  */
4417                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4418                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4419
4420                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4421                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4422                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4423                 else if (size > bp->b_bcount)
4424                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4425                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4426         }
4427         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4428         return (1);
4429 }
4430
4431 extern int inflight_transient_maps;
4432
4433 static struct bio_queue nondump_bios;
4434
4435 void
4436 biodone(struct bio *bp)
4437 {
4438         struct mtx *mtxp;
4439         void (*done)(struct bio *);
4440         vm_offset_t start, end;
4441
4442         biotrack(bp, __func__);
4443
4444         /*
4445          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4446          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4447          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4448          * to keep the system usable after it has been resumed.
4449          */
4450         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4451                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4452                 return;
4453         }
4454         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4455                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4456                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4457                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4458                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4459                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4460                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4461                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4462                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4463         }
4464         done = bp->bio_done;
4465         /*
4466          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4467          * used as a bio_done routine.
4468          */
4469         if (done == NULL || done == biodone) {
4470                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4471                 mtx_lock(mtxp);
4472                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4473                 wakeup(bp);
4474                 mtx_unlock(mtxp);
4475         } else
4476                 done(bp);
4477 }
4478
4479 /*
4480  * Wait for a BIO to finish.
4481  */
4482 int
4483 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4484 {
4485         struct mtx *mtxp;
4486
4487         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4488         mtx_lock(mtxp);
4489         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4490                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4491         mtx_unlock(mtxp);
4492         if (bp->bio_error != 0)
4493                 return (bp->bio_error);
4494         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4495                 return (0);
4496         return (EIO);
4497 }
4498
4499 void
4500 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4501 {
4502
4503         if (error) {
4504                 bp->bio_error = error;
4505                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4506         }
4507         if (stat != NULL)
4508                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4509         biodone(bp);
4510 }
4511
4512 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4513 void
4514 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4515 {
4516
4517         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4518 }
4519 #endif
4520
4521 /*
4522  *      bufwait:
4523  *
4524  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4525  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4526  *      error and cleared.
4527  */
4528 int
4529 bufwait(struct buf *bp)
4530 {
4531         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4532                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4533         else
4534                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4535         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4536                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4537                 return (EINTR);
4538         }
4539         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4540                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4541         } else {
4542                 return (0);
4543         }
4544 }
4545
4546 /*
4547  *      bufdone:
4548  *
4549  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4550  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4551  *      not allowed.
4552  *
4553  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4554  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4555  *      assuming B_INVAL is clear.
4556  *
4557  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4558  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4559  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4560  *
4561  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4562  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4563  *      in the biodone routine.
4564  */
4565 void
4566 bufdone(struct buf *bp)
4567 {
4568         struct bufobj *dropobj;
4569         void    (*biodone)(struct buf *);
4570
4571         buf_track(bp, __func__);
4572         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4573         dropobj = NULL;
4574
4575         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4576
4577         runningbufwakeup(bp);
4578         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4579                 dropobj = bp->b_bufobj;
4580         /* call optional completion function if requested */
4581         if (bp->b_iodone != NULL) {
4582                 biodone = bp->b_iodone;
4583                 bp->b_iodone = NULL;
4584                 (*biodone) (bp);
4585                 if (dropobj)
4586                         bufobj_wdrop(dropobj);
4587                 return;
4588         }
4589         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4590                 /*
4591                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4592                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4593                  * routines.
4594                  */
4595                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4596                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4597                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4598                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4599                 vfs_vmio_iodone(bp);
4600         }
4601         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4602                 buf_complete(bp);
4603         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4604                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4605                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4606                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4607                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4608         }
4609         /*
4610          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4611          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4612          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4613          */
4614         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4615                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4616                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4617                         brelse(bp);
4618                 else
4619                         bqrelse(bp);
4620         } else
4621                 bdone(bp);
4622         if (dropobj)
4623                 bufobj_wdrop(dropobj);
4624 }
4625
4626 /*
4627  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4628  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4629  * consistent.
4630  */
4631 void
4632 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4633 {
4634         int i;
4635         vm_object_t obj;
4636         vm_page_t m;
4637
4638         runningbufwakeup(bp);
4639         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4640                 return;
4641
4642         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4643         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4644                 m = bp->b_pages[i];
4645                 if (m == bogus_page) {
4646                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4647                         if (!m)
4648                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4649                         bp->b_pages[i] = m;
4650                         if (buf_mapped(bp)) {
4651                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4652                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4653                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4654                         } else
4655                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4656                 }
4657                 vm_page_sunbusy(m);
4658         }
4659         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4660 }
4661
4662 /*
4663  * vfs_page_set_valid:
4664  *
4665  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4666  *      range is restricted to the buffer's size.
4667  *
4668  *      This routine is typically called after a read completes.
4669  */
4670 static void
4671 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4672 {
4673         vm_ooffset_t eoff;
4674
4675         /*
4676          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4677          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4678          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4679          * allocation size of the buffer.
4680          */
4681         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4682         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4683                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4684
4685         /*
4686          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4687          * entire page.
4688          */
4689         if (eoff > off)
4690                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4691 }
4692
4693 /*
4694  * vfs_page_set_validclean:
4695  *
4696  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4697  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4698  */
4699 static void
4700 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4701 {
4702         vm_ooffset_t soff, eoff;
4703
4704         /*
4705          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4706          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4707          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4708          * of the buffer.
4709          */
4710         soff = off;
4711         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4712         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4713                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4714
4715         /*
4716          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4717          * entire page.
4718          */
4719         if (eoff > soff) {
4720                 vm_page_set_validclean(
4721                     m,
4722                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4723                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4724                 );
4725         }
4726 }
4727
4728 /*
4729  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4730  */
4731 void
4732 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4733 {
4734         int i;
4735
4736         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4737                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4738 }
4739
4740 void
4741 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4742 {
4743         int i;
4744
4745         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4746                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4747 }
4748
4749 /*
4750  * This routine is called before a device strategy routine.
4751  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4752  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4753  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4754  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4755  * inconsistent.
4756  *
4757  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4758  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4759  * and should be ignored.
4760  */
4761 void
4762 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4763 {
4764         vm_object_t obj;
4765         vm_ooffset_t foff;
4766         vm_page_t m;
4767         int i;
4768         bool bogus;
4769
4770         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4771                 return;
4772
4773         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4774         foff = bp->b_offset;
4775         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4776             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4777         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4778                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4779                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4780         }
4781         if (bp->b_bufsize != 0)
4782                 vfs_setdirty_range(bp);
4783         bogus = false;
4784         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4785                 m = bp->b_pages[i];
4786                 vm_page_assert_sbusied(m);
4787
4788                 /*
4789                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4790                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4791                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4792                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4793                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4794                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4795                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4796                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4797                  * first place ).  The replacement prevents the read
4798                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4799                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4800                  * It may not work properly with small-block devices.
4801                  * We need to find a better way.
4802                  */
4803                 if (clear_modify) {
4804                         pmap_remove_write(m);
4805                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4806                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4807                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4808                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4809                         bogus = true;
4810                 }
4811                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4812         }
4813         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4814                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4815                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4816                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4817         }
4818 }
4819
4820 /*
4821  *      vfs_bio_set_valid:
4822  *
4823  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4824  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4825  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4826  *      page.
4827  */
4828 void
4829 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4830 {
4831         int i, n;
4832         vm_page_t m;
4833
4834         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4835                 return;
4836
4837         /*
4838          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4839          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4840          * first page that can be validated.
4841          */
4842         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4843         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4844
4845         /*
4846          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4847          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4848          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4849          * other page validation.
4850          */
4851         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4852         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4853                 m = bp->b_pages[i];
4854                 if (n > size)
4855                         n = size;
4856                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4857                 base += n;
4858                 size -= n;
4859                 n = PAGE_SIZE;
4860         }
4861         vfs_busy_pages_release(bp);
4862 }
4863
4864 /*
4865  *      vfs_bio_clrbuf:
4866  *
4867  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4868  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4869  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4870  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4871  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4872  *
4873  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4874  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4875  */
4876 void
4877 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4878 {
4879         int i, j, sa, ea, slide, zbits;
4880         vm_page_bits_t mask;
4881
4882         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4883                 clrbuf(bp);
4884                 return;
4885         }
4886         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4887         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4888         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4889         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4890         slide = 0;
4891         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4892                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4893                 ea = slide & PAGE_MASK;
4894                 if (ea == 0)
4895                         ea = PAGE_SIZE;
4896                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4897                         continue;
4898                 j = sa / DEV_BSIZE;
4899                 zbits = (sizeof(vm_page_bits_t) * NBBY) -
4900                     (ea - sa) / DEV_BSIZE;
4901                 mask = (VM_PAGE_BITS_ALL >> zbits) << j;
4902                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4903                         continue;
4904                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4905                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4906                 else {
4907                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4908                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4909                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4910                                             sa, DEV_BSIZE);
4911                                 }
4912                         }
4913                 }
4914                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4915                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4916         }
4917         vfs_busy_pages_release(bp);
4918         bp->b_resid = 0;
4919 }
4920
4921 void
4922 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4923 {
4924         vm_page_t m;
4925         int i, n;
4926
4927         if (buf_mapped(bp)) {
4928                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4929                 bzero(bp->b_data + base, size);
4930         } else {
4931                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4932                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4933                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4934                         m = bp->b_pages[i];
4935                         if (n > size)
4936                                 n = size;
4937                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4938                         base += n;
4939                         size -= n;
4940                         n = PAGE_SIZE;
4941                 }
4942         }
4943 }
4944
4945 /*
4946  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4947  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4948  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4949  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4950  */
4951 static void
4952 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4953 {
4954
4955         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4956             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4957
4958         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4959                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4960         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4961                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4962         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4963                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4964                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4965                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4966                 if (release)
4967                         brelse(bp);
4968         } else if (release)
4969                 bqrelse(bp);
4970 }
4971
4972 void
4973 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4974 {
4975
4976         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4977 }
4978
4979 void
4980 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4981 {
4982
4983         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4984 }
4985
4986 /*
4987  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4988  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4989  * not associated with a file object.
4990  */
4991 static void
4992 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4993 {
4994         vm_offset_t pg;
4995         vm_page_t p;
4996         int index;
4997
4998         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4999
5000         to = round_page(to);
5001         from = round_page(from);
5002         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5003         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
5004         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
5005             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
5006             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
5007
5008         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
5009                 /*
5010                  * note: must allocate system pages since blocking here
5011                  * could interfere with paging I/O, no matter which
5012                  * process we are.
5013                  */
5014                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
5015                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
5016                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
5017                 bp->b_pages[index] = p;
5018         }
5019         bp->b_npages = index;
5020 }
5021
5022 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
5023 static void
5024 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
5025 {
5026         vm_offset_t from;
5027         vm_page_t p;
5028         int index, newnpages;
5029
5030         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
5031
5032         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
5033         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5034         if (bp->b_npages > newnpages)
5035                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5036         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5037                 p = bp->b_pages[index];
5038                 bp->b_pages[index] = NULL;
5039                 vm_page_unwire_noq(p);
5040                 vm_page_free(p);
5041         }
5042         bp->b_npages = newnpages;
5043 }
5044
5045 /*
5046  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5047  *
5048  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5049  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5050  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5051  *
5052  * Note that even if the caller determines that the address space should
5053  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5054  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5055  * check the return value.
5056  *
5057  * This function only works with pager buffers.
5058  */
5059 int
5060 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5061 {
5062         vm_prot_t prot;
5063         int pidx;
5064
5065         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5066         prot = VM_PROT_READ;
5067         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5068                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5069         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5070             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5071         if (pidx < 0)
5072                 return (-1);
5073         bp->b_bufsize = len;
5074         bp->b_npages = pidx;
5075         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5076         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5077                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5078                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5079         } else
5080                 bp->b_data = unmapped_buf;
5081         return (0);
5082 }
5083
5084 /*
5085  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5086  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5087  *
5088  * This function only works with pager buffers.
5089  */
5090 void
5091 vunmapbuf(struct buf *bp)
5092 {
5093         int npages;
5094
5095         npages = bp->b_npages;
5096         if (buf_mapped(bp))
5097                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5098         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5099
5100         bp->b_data = unmapped_buf;
5101 }
5102
5103 void
5104 bdone(struct buf *bp)
5105 {
5106         struct mtx *mtxp;
5107
5108         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5109         mtx_lock(mtxp);
5110         bp->b_flags |= B_DONE;
5111         wakeup(bp);
5112         mtx_unlock(mtxp);
5113 }
5114
5115 void
5116 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5117 {
5118         struct mtx *mtxp;
5119
5120         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5121         mtx_lock(mtxp);
5122         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5123                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5124         mtx_unlock(mtxp);
5125 }
5126
5127 int
5128 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5129 {
5130
5131         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5132 }
5133
5134 void
5135 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5136 {
5137         int i __unused;
5138         struct vnode *vp;
5139
5140         vp = bp->b_vp;
5141         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5142         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5143             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5144         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5145         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5146 }
5147
5148 /*
5149  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5150  */
5151 void
5152 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5153 {
5154         static volatile int bufobj_cleanq;
5155
5156         bo->bo_domain =
5157             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5158         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5159         bo->bo_private = private;
5160         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5161         pctrie_init(&bo->bo_clean.bv_root);
5162         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5163         pctrie_init(&bo->bo_dirty.bv_root);
5164 }
5165
5166 void
5167 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5168 {
5169
5170         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5171         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5172         bo->bo_numoutput++;
5173 }
5174
5175 void
5176 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5177 {
5178
5179         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5180         BO_LOCK(bo);
5181         bo->bo_numoutput++;
5182         BO_UNLOCK(bo);
5183 }
5184
5185 void
5186 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5187 {
5188
5189         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5190         BO_LOCK(bo);
5191         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5192         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5193                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5194                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5195         }
5196         BO_UNLOCK(bo);
5197 }
5198
5199 int
5200 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5201 {
5202         int error;
5203
5204         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5205         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5206         error = 0;
5207         while (bo->bo_numoutput) {
5208                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5209                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5210                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5211                 if (error)
5212                         break;
5213         }
5214         return (error);
5215 }
5216
5217 /*
5218  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5219  */
5220 void
5221 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5222 {
5223
5224         if (!buf_mapped(bp)) {
5225                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5226                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5227                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5228                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5229                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5230                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5231                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5232                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5233                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5234                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5235         } else {
5236                 bip->bio_data = bp->b_data;
5237                 bip->bio_ma = NULL;
5238         }
5239 }
5240
5241 struct memdesc
5242 memdesc_bio(struct bio *bio)
5243 {
5244         if ((bio->bio_flags & BIO_VLIST) != 0)
5245                 return (memdesc_vlist((struct bus_dma_segment *)bio->bio_data,
5246                     bio->bio_ma_n));
5247
5248         if ((bio->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0)
5249                 return (memdesc_vmpages(bio->bio_ma, bio->bio_bcount,
5250                     bio->bio_ma_offset));
5251
5252         return (memdesc_vaddr(bio->bio_data, bio->bio_bcount));
5253 }
5254
5255 static int buf_pager_relbuf;
5256 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5257     &buf_pager_relbuf, 0,
5258     "Make buffer pager release buffers after reading");
5259
5260 /*
5261  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5262  *
5263  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5264  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5265  * device block size is greater than the machine page size.  The
5266  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5267  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5268  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5269  * pages.
5270  *
5271  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5272  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5273  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5274  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5275  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5276  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5277  */
5278 int
5279 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5280     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5281     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5282 {
5283         vm_page_t m;
5284         vm_object_t object;
5285         struct buf *bp;
5286         struct mount *mp;
5287         daddr_t lbn, lbnp;
5288         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5289         long bo_bs, bsize;
5290         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5291         bool redo, lpart;
5292
5293         object = vp->v_object;
5294         mp = vp->v_mount;
5295         error = 0;
5296         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5297         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5298                 return (VM_PAGER_BAD);
5299
5300         /*
5301          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5302          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5303          * and the start of the potential read-ahead region.
5304          */
5305         la += PAGE_SIZE;
5306         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5307         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5308             &bo_bs);
5309         if (error != 0)
5310                 return (VM_PAGER_ERROR);
5311
5312         /*
5313          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5314          */
5315         pgsin = count;
5316         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5317         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5318         pgsin += pgsin_b;
5319         if (rbehind != NULL)
5320                 *rbehind = pgsin_b;
5321         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5322         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5323                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5324                     PAGE_SIZE) - la);
5325         pgsin += pgsin_a;
5326         if (rahead != NULL)
5327                 *rahead = pgsin_a;
5328         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5329         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5330
5331         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5332             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5333 again:
5334         for (i = 0; i < count; i++) {
5335                 if (ma[i] != bogus_page)
5336                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5337         }
5338
5339         lbnp = -1;
5340         for (i = 0; i < count; i++) {
5341                 m = ma[i];
5342                 if (m == bogus_page)
5343                         continue;
5344
5345                 /*
5346                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5347                  * owned, which together allow for the pages'
5348                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5349                  * useless creation of the buffer for the most typical
5350                  * case when invalidation is not used in redo or for
5351                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5352                  * the end of the function catches the race in a
5353                  * reliable way (protected by the object lock).
5354                  */
5355                 if (vm_page_all_valid(m))
5356                         continue;
5357
5358                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5359                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5360                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5361                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5362                         if (lbn == lbnp)
5363                                 goto next_page;
5364                         lbnp = lbn;
5365
5366                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5367                         if (error == 0)
5368                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5369                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5370                         if (error != 0)
5371                                 goto end_pages;
5372                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5373                                 crfree(bp->b_rcred);
5374                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5375                         }
5376                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5377                                 /*
5378                                  * Invalidation clears m->valid, but
5379                                  * may leave B_CACHE flag if the
5380                                  * buffer existed at the invalidation
5381                                  * time.  In this case, recycle the
5382                                  * buffer to do real read on next
5383                                  * bread() after redo.
5384                                  *
5385                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5386                                  * necessary, enable to reduce buf
5387                                  * cache pressure.
5388                                  */
5389                                 if (buf_pager_relbuf ||
5390                                     !vm_page_all_valid(m))
5391                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5392
5393                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5394                                 brelse(bp);
5395                         } else {
5396                                 bqrelse(bp);
5397                         }
5398                 }
5399                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5400                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5401                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5402                 if (i == count - 1 && lpart) {
5403                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5404                             !vm_page_all_valid(m))
5405                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5406                 }
5407 next_page:;
5408         }
5409 end_pages:
5410
5411         redo = false;
5412         for (i = 0; i < count; i++) {
5413                 if (ma[i] == bogus_page)
5414                         continue;
5415                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5416                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5417                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5418                             VM_ALLOC_NORMAL);
5419                 }
5420
5421                 /*
5422                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5423                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5424                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5425                  * relinguish, they could have been invalidated.
5426                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5427                  *
5428                  * Note that the last page is made fully valid in the
5429                  * read loop, and partial validity for the page at
5430                  * index count - 1 could mean that the page was
5431                  * invalidated or removed, so we must restart for
5432                  * safety as well.
5433                  */
5434                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5435                         redo = true;
5436         }
5437         if (redo && error == 0)
5438                 goto again;
5439         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5440 }
5441
5442 #include "opt_ddb.h"
5443 #ifdef DDB
5444 #include <ddb/ddb.h>
5445
5446 /* DDB command to show buffer data */
5447 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5448 {
5449         /* get args */
5450         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5451 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5452         uint32_t i, j;
5453 #endif
5454
5455         if (!have_addr) {
5456                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5457                 return;
5458         }
5459
5460         db_printf("buf at %p\n", bp);
5461         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5462             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5463             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5464         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5465             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5466             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5467         db_printf(
5468             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5469             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5470             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5471             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5472             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5473             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5474         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5475             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5476         if (bp->b_npages) {
5477                 int i;
5478                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5479                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5480                         vm_page_t m;
5481                         m = bp->b_pages[i];
5482                         if (m != NULL)
5483                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5484                                     (u_long)m->pindex,
5485                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5486                         else
5487                                 db_printf("( ??? )");
5488                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5489                                 db_printf(",");
5490                 }
5491                 db_printf("\n");
5492         }
5493         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5494 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5495         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5496
5497         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5498         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5499                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5500                         continue;
5501                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5502                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5503         }
5504 #elif defined(BUF_TRACKING)
5505         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5506 #endif
5507         db_printf(" ");
5508 }
5509
5510 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(bufqueues, bufqueues, DB_CMD_MEMSAFE)
5511 {
5512         struct bufdomain *bd;
5513         struct buf *bp;
5514         long total;
5515         int i, j, cnt;
5516
5517         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5518
5519         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5520                 bd = &bdomain[i];
5521                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5522                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5523                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5524                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5525                 db_printf("\n");
5526                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5527                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5528                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5529                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5530                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5531                 db_printf("\n");
5532                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5533                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5534                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5535                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5536                 db_printf("\n");
5537                 total = 0;
5538                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5539                         total += bp->b_bufsize;
5540                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5541                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5542                 total = 0;
5543                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5544                         total += bp->b_bufsize;
5545                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5546                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5547                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5548                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5549                 db_printf("\tCPU ");
5550                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5551                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5552                 db_printf("\n");
5553                 cnt = 0;
5554                 total = 0;
5555                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5556                         bp = nbufp(j);
5557                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5558                                 cnt++;
5559                                 total += bp->b_bufsize;
5560                         }
5561                 }
5562                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5563                 cnt = 0;
5564                 total = 0;
5565                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5566                         bp = nbufp(j);
5567                         if (bp->b_domain == i) {
5568                                 cnt++;
5569                                 total += bp->b_bufsize;
5570                         }
5571                 }
5572                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5573         }
5574 }
5575
5576 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(lockedbufs, lockedbufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5577 {
5578         struct buf *bp;
5579         int i;
5580
5581         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5582                 bp = nbufp(i);
5583                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5584                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5585                         db_printf("\n");
5586                         if (db_pager_quit)
5587                                 break;
5588                 }
5589         }
5590 }
5591
5592 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5593 {
5594         struct vnode *vp;
5595         struct buf *bp;
5596
5597         if (!have_addr) {
5598                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5599                 return;
5600         }
5601         vp = (struct vnode *)addr;
5602         db_printf("Clean buffers:\n");
5603         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5604                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5605                 db_printf("\n");
5606         }
5607         db_printf("Dirty buffers:\n");
5608         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5609                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5610                 db_printf("\n");
5611         }
5612 }
5613
5614 DB_COMMAND_FLAGS(countfreebufs, db_coundfreebufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5615 {
5616         struct buf *bp;
5617         int i, used = 0, nfree = 0;
5618
5619         if (have_addr) {
5620                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5621                 return;
5622         }
5623
5624         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5625                 bp = nbufp(i);
5626                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5627                         nfree++;
5628                 else
5629                         used++;
5630         }
5631
5632         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5633             nfree + used);
5634         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5635 }
5636 #endif /* DDB */