]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_bio.c
MFV: file 5.33
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_bio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Poul-Henning Kamp
5  * Copyright (c) 1994,1997 John S. Dyson
6  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
7  * All rights reserved.
8  *
9  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
10  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * this file contains a new buffer I/O scheme implementing a coherent
36  * VM object and buffer cache scheme.  Pains have been taken to make
37  * sure that the performance degradation associated with schemes such
38  * as this is not realized.
39  *
40  * Author:  John S. Dyson
41  * Significant help during the development and debugging phases
42  * had been provided by David Greenman, also of the FreeBSD core team.
43  *
44  * see man buf(9) for more info.
45  */
46
47 #include <sys/cdefs.h>
48 __FBSDID("$FreeBSD$");
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/bio.h>
53 #include <sys/bitset.h>
54 #include <sys/conf.h>
55 #include <sys/counter.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/devicestat.h>
58 #include <sys/eventhandler.h>
59 #include <sys/fail.h>
60 #include <sys/limits.h>
61 #include <sys/lock.h>
62 #include <sys/malloc.h>
63 #include <sys/mount.h>
64 #include <sys/mutex.h>
65 #include <sys/kernel.h>
66 #include <sys/kthread.h>
67 #include <sys/proc.h>
68 #include <sys/racct.h>
69 #include <sys/resourcevar.h>
70 #include <sys/rwlock.h>
71 #include <sys/smp.h>
72 #include <sys/sysctl.h>
73 #include <sys/sysproto.h>
74 #include <sys/vmem.h>
75 #include <sys/vmmeter.h>
76 #include <sys/vnode.h>
77 #include <sys/watchdog.h>
78 #include <geom/geom.h>
79 #include <vm/vm.h>
80 #include <vm/vm_param.h>
81 #include <vm/vm_kern.h>
82 #include <vm/vm_object.h>
83 #include <vm/vm_page.h>
84 #include <vm/vm_pageout.h>
85 #include <vm/vm_pager.h>
86 #include <vm/vm_extern.h>
87 #include <vm/vm_map.h>
88 #include <vm/swap_pager.h>
89 #include "opt_swap.h"
90
91 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
92
93 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
94
95 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
96         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
97         .bop_write      =       bufwrite,
98         .bop_strategy   =       bufstrategy,
99         .bop_sync       =       bufsync,
100         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
101 };
102
103 struct bufqueue {
104         struct mtx_padalign     bq_lock;
105         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
106         uint8_t                 bq_index;
107         uint16_t                bq_subqueue;
108         int                     bq_len;
109 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
110
111 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
112 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
113 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
114 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
115
116 struct bufdomain {
117         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
118         struct bufqueue bd_dirtyq;
119         struct bufqueue *bd_cleanq;
120         struct mtx_padalign bd_run_lock;
121         /* Constants */
122         long            bd_maxbufspace;
123         long            bd_hibufspace;
124         long            bd_lobufspace;
125         long            bd_bufspacethresh;
126         int             bd_hifreebuffers;
127         int             bd_lofreebuffers;
128         int             bd_hidirtybuffers;
129         int             bd_lodirtybuffers;
130         int             bd_dirtybufthresh;
131         int             bd_lim;
132         /* atomics */
133         int             bd_wanted;
134         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
135         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
136         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
137         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
138 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
139
140 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
141 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
142 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
143 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
144 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
145 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
148
149 static struct buf *buf;         /* buffer header pool */
150 extern struct buf *swbuf;       /* Swap buffer header pool. */
151 caddr_t unmapped_buf;
152
153 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
154 struct proc *bufdaemonproc;
155
156 static int inmem(struct vnode *vp, daddr_t blkno);
157 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
158 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
159                 vm_offset_t to);
160 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
161 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
162                 vm_page_t m);
163 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
164 static void vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp);
165 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
166 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
167 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
168 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
169                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
170 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
171                 void (*)(struct buf *));
172 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
173 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
174 static void buf_daemon(void);
175 static __inline void bd_wakeup(void);
176 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
177 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
178 static void bufkva_free(struct buf *);
179 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
180 static void buf_release(void *, void **, int);
181 static void maxbcachebuf_adjust(void);
182 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
183 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
184 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
185 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
186 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
187             const char *lockname);
188 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
189 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
190 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
191 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
192
193 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
194 int vmiodirenable = TRUE;
195 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
196     "Use the VM system for directory writes");
197 long runningbufspace;
198 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
199     "Amount of presently outstanding async buffer io");
200 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
201     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
202 static counter_u64_t bufkvaspace;
203 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
204     "Kernel virtual memory used for buffers");
205 static long maxbufspace;
206 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
207     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
208     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
209     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
210 static long bufmallocspace;
211 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
212     "Amount of malloced memory for buffers");
213 static long maxbufmallocspace;
214 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
215     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
216 static long lobufspace;
217 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
218     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
219     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
220     "Minimum amount of buffers we want to have");
221 long hibufspace;
222 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
223     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
224     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
225     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
226 long bufspacethresh;
227 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
228     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
229     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
230     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
231 static counter_u64_t buffreekvacnt;
232 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
233     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
234 static counter_u64_t bufdefragcnt;
235 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
236     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
237 static long lorunningspace;
238 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
239     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
240     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
241 static long hirunningspace;
242 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
243     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
244     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
245 int dirtybufferflushes;
246 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
247     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
248 int bdwriteskip;
249 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
250     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
251 int altbufferflushes;
252 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW, &altbufferflushes,
253     0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
254 static int recursiveflushes;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW, &recursiveflushes,
256     0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
257 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
258 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
259     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
260     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
261 static int lodirtybuffers;
262 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
263     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
264     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
265     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
266 static int hidirtybuffers;
267 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
268     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
269     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
270     "When the number of dirty buffers is considered severe");
271 int dirtybufthresh;
272 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
273     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
274     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
275     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
276 static int numfreebuffers;
277 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
278     "Number of free buffers");
279 static int lofreebuffers;
280 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
281     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
282     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
283    "Target number of free buffers");
284 static int hifreebuffers;
285 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
286     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
287     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
288    "Threshold for clean buffer recycling");
289 static counter_u64_t getnewbufcalls;
290 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
291    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
292 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
293 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
294     &getnewbufrestarts,
295     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
296 static counter_u64_t mappingrestarts;
297 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
298     &mappingrestarts,
299     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
300     "unmapped buffer");
301 static counter_u64_t numbufallocfails;
302 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
303     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
304 static int flushbufqtarget = 100;
305 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
306     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
307 static counter_u64_t notbufdflushes;
308 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
309     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
310 static long barrierwrites;
311 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW, &barrierwrites, 0,
312     "Number of barrier writes");
313 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
314     &unmapped_buf_allowed, 0,
315     "Permit the use of the unmapped i/o");
316 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
317 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
318     "Maximum size of a buffer cache block");
319
320 /*
321  * This lock synchronizes access to bd_request.
322  */
323 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
324
325 /*
326  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
327  * waitrunningbufspace().
328  */
329 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
330
331 /*
332  * Lock that protects bdirtywait.
333  */
334 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
335
336 /*
337  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
338  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
339  * is idling.
340  */
341 static int bd_request;
342
343 /*
344  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
345  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
346  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
347  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
348  */
349 static int bd_speedupreq;
350
351 /*
352  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
353  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
354  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
355  */
356 static int runningbufreq;
357
358 /*
359  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
360  */
361 static int bdirtywait;
362
363 /*
364  * Definitions for the buffer free lists.
365  */
366 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
367 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
368 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
369 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
370 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
371
372 /* Maximum number of buffer domains. */
373 #define BUF_DOMAINS     8
374
375 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
376 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
377
378 /* Configured number of clean queues. */
379 static int __read_mostly buf_domains;
380
381 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
382 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
383 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
384
385 /*
386  * per-cpu empty buffer cache.
387  */
388 uma_zone_t buf_zone;
389
390 /*
391  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple references.
392  * buf_wmesg is referred from macros.
393  */
394 const char *buf_wmesg = BUF_WMESG;
395
396 static int
397 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
398 {
399         long value;
400         int error;
401
402         value = *(long *)arg1;
403         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
404         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
405                 return (error);
406         mtx_lock(&rbreqlock);
407         if (arg1 == &hirunningspace) {
408                 if (value < lorunningspace)
409                         error = EINVAL;
410                 else
411                         hirunningspace = value;
412         } else {
413                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
414                     ("%s: unknown arg1", __func__));
415                 if (value > hirunningspace)
416                         error = EINVAL;
417                 else
418                         lorunningspace = value;
419         }
420         mtx_unlock(&rbreqlock);
421         return (error);
422 }
423
424 static int
425 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
426 {
427         int error;
428         int value;
429         int i;
430
431         value = *(int *)arg1;
432         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
433         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
434                 return (error);
435         *(int *)arg1 = value;
436         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
437                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
438                     value / buf_domains;
439
440         return (error);
441 }
442
443 static int
444 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
445 {
446         long value;
447         int error;
448         int i;
449
450         value = *(long *)arg1;
451         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
452         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
453                 return (error);
454         *(long *)arg1 = value;
455         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
456                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
457                     value / buf_domains;
458
459         return (error);
460 }
461
462 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
463     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
464 static int
465 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
466 {
467         long lvalue;
468         int ivalue;
469         int i;
470
471         lvalue = 0;
472         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
473                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
474         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
475                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
476         if (lvalue > INT_MAX)
477                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
478                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
479         ivalue = lvalue;
480         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
481 }
482 #else
483 static int
484 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
485 {
486         long lvalue;
487         int i;
488
489         lvalue = 0;
490         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
491                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
492         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
493 }
494 #endif
495
496 static int
497 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
498 {
499         int value;
500         int i;
501
502         value = 0;
503         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
504                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
505         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
506 }
507
508 /*
509  *      bdirtywakeup:
510  *
511  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
512  */
513 static void
514 bdirtywakeup(void)
515 {
516         mtx_lock(&bdirtylock);
517         if (bdirtywait) {
518                 bdirtywait = 0;
519                 wakeup(&bdirtywait);
520         }
521         mtx_unlock(&bdirtylock);
522 }
523
524 /*
525  *      bd_clear:
526  *
527  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
528  *      is decremented.
529  */
530 static void
531 bd_clear(struct bufdomain *bd)
532 {
533
534         mtx_lock(&bdirtylock);
535         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
536                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
537         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
538                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
539         mtx_unlock(&bdirtylock);
540 }
541
542 /*
543  *      bd_set:
544  *
545  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
546  *      is incremented.
547  */
548 static void
549 bd_set(struct bufdomain *bd)
550 {
551
552         mtx_lock(&bdirtylock);
553         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
554                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
555         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
556                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
557         mtx_unlock(&bdirtylock);
558 }
559
560 /*
561  *      bdirtysub:
562  *
563  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
564  *      threads blocked in bwillwrite().
565  */
566 static void
567 bdirtysub(struct buf *bp)
568 {
569         struct bufdomain *bd;
570         int num;
571
572         bd = bufdomain(bp);
573         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
574         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
575                 bdirtywakeup();
576         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
577                 bd_clear(bd);
578 }
579
580 /*
581  *      bdirtyadd:
582  *
583  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
584  *      daemon if needed.
585  */
586 static void
587 bdirtyadd(struct buf *bp)
588 {
589         struct bufdomain *bd;
590         int num;
591
592         /*
593          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
594          * buf daemon will keep running until the condition clears.
595          */
596         bd = bufdomain(bp);
597         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
598         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
599                 bd_wakeup();
600         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
601                 bd_set(bd);
602 }
603
604 /*
605  *      bufspace_daemon_wakeup:
606  *
607  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
608  */
609 static void
610 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
611 {
612
613         /*
614          * avoid the lock if the daemon is running.
615          */
616         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
617                 BD_RUN_LOCK(bd);
618                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
619                 wakeup(&bd->bd_running);
620                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
621         }
622 }
623
624 /*
625  *      bufspace_daemon_wait:
626  *
627  *      Sleep until the domain falls below a limit or one second passes.
628  */
629 static void
630 bufspace_daemon_wait(struct bufdomain *bd)
631 {
632         /*
633          * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
634          * cleared prior to checking the limits to avoid missed
635          * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
636          * freebuffers prior to checking bd_running.
637          */
638         BD_RUN_LOCK(bd);
639         atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
640         if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
641             bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
642                 msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd), PRIBIO|PDROP,
643                     "-", hz);
644         } else {
645                 /* Avoid spurious wakeups while running. */
646                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
647                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
648         }
649 }
650
651 /*
652  *      bufspace_adjust:
653  *
654  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
655  *      waking any waiters.
656  */
657 static void
658 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
659 {
660         struct bufdomain *bd;
661         long space;
662         int diff;
663
664         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
665             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
666         bd = bufdomain(bp);
667         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
668         if (diff < 0) {
669                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
670         } else if (diff > 0) {
671                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
672                 /* Wake up the daemon on the transition. */
673                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
674                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
675                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
676         }
677         bp->b_bufsize = bufsize;
678 }
679
680 /*
681  *      bufspace_reserve:
682  *
683  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
684  *      different space limit than data.
685  */
686 static int
687 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
688 {
689         long limit, new;
690         long space;
691
692         if (metadata)
693                 limit = bd->bd_maxbufspace;
694         else
695                 limit = bd->bd_hibufspace;
696         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
697         new = space + size;
698         if (new > limit) {
699                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
700                 return (ENOSPC);
701         }
702
703         /* Wake up the daemon on the transition. */
704         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
705                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
706
707         return (0);
708 }
709
710 /*
711  *      bufspace_release:
712  *
713  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
714  */
715 static void
716 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
717 {
718
719         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
720 }
721
722 /*
723  *      bufspace_wait:
724  *
725  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
726  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
727  *      operation must be re-tried on return.
728  */
729 static void
730 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
731     int slpflag, int slptimeo)
732 {
733         struct thread *td;
734         int error, fl, norunbuf;
735
736         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
737                 return;
738
739         td = curthread;
740         BD_LOCK(bd);
741         while (bd->bd_wanted) {
742                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
743                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
744                         BD_UNLOCK(bd);
745                         /*
746                          * getblk() is called with a vnode locked, and
747                          * some majority of the dirty buffers may as
748                          * well belong to the vnode.  Flushing the
749                          * buffers there would make a progress that
750                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
751                          * cannot lock the vnode.
752                          */
753                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
754                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
755
756                         /*
757                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
758                          * may be called while the thread owns lock
759                          * for another dirty buffer for the same
760                          * vnode, which makes it impossible to use
761                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
762                          * recursion.
763                          */
764                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
765                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
766                         td->td_pflags &= norunbuf;
767                         BD_LOCK(bd);
768                         if (fl != 0)
769                                 continue;
770                         if (bd->bd_wanted == 0)
771                                 break;
772                 }
773                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
774                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
775                 if (error != 0)
776                         break;
777         }
778         BD_UNLOCK(bd);
779 }
780
781
782 /*
783  *      bufspace_daemon:
784  *
785  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
786  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
787  *      block nor work to reclaim buffers.
788  */
789 static void
790 bufspace_daemon(void *arg)
791 {
792         struct bufdomain *bd;
793
794         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
795             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
796
797         bd = arg;
798         for (;;) {
799                 kthread_suspend_check();
800
801                 /*
802                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
803                  * targets.
804                  *
805                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
806                  * when some free buffer headers and space are always
807                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
808                  * the excessive blocking and synchronization associated
809                  * with shortfall.  It goes through three phases according
810                  * demand:
811                  *
812                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
813                  *      during idle periods when the counters are below
814                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
815                  *
816                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
817                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
818                  *      slightly according to the rate of consumption and
819                  *      release.
820                  *
821                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
822                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
823                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
824                  *      until we return to condition 2.
825                  */
826                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
827                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
828                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
829                                 if (bd_flushall(bd))
830                                         continue;
831                                 /*
832                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
833                                  * buffers.  This is possible in particular
834                                  * because softdep may held many bufs locked
835                                  * pending writes to other bufs which are
836                                  * marked for delayed write, exhausting
837                                  * clean space until they are written.
838                                  */
839                                 bd_speedup();
840                                 BD_LOCK(bd);
841                                 if (bd->bd_wanted) {
842                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
843                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
844                                 } else
845                                         BD_UNLOCK(bd);
846                         }
847                         maybe_yield();
848                 }
849                 bufspace_daemon_wait(bd);
850         }
851 }
852
853 /*
854  *      bufmallocadjust:
855  *
856  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
857  *      waking any waiters.
858  */
859 static void
860 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
861 {
862         int diff;
863
864         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
865             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
866         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
867         if (diff < 0)
868                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
869         else
870                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
871         bp->b_bufsize = bufsize;
872 }
873
874 /*
875  *      runningwakeup:
876  *
877  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
878  *      below lorunningspace.
879  */
880 static void
881 runningwakeup(void)
882 {
883
884         mtx_lock(&rbreqlock);
885         if (runningbufreq) {
886                 runningbufreq = 0;
887                 wakeup(&runningbufreq);
888         }
889         mtx_unlock(&rbreqlock);
890 }
891
892 /*
893  *      runningbufwakeup:
894  *
895  *      Decrement the outstanding write count according.
896  */
897 void
898 runningbufwakeup(struct buf *bp)
899 {
900         long space, bspace;
901
902         bspace = bp->b_runningbufspace;
903         if (bspace == 0)
904                 return;
905         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
906         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
907             space, bspace));
908         bp->b_runningbufspace = 0;
909         /*
910          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
911          * the threshold to falling below it.
912          */
913         if (space < lorunningspace)
914                 return;
915         if (space - bspace > lorunningspace)
916                 return;
917         runningwakeup();
918 }
919
920 /*
921  *      waitrunningbufspace()
922  *
923  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
924  *      running.  This routine is used in async-write situations to
925  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
926  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
927  *
928  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
929  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
930  *      caller's write has reached the device.
931  */
932 void
933 waitrunningbufspace(void)
934 {
935
936         mtx_lock(&rbreqlock);
937         while (runningbufspace > hirunningspace) {
938                 runningbufreq = 1;
939                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
940         }
941         mtx_unlock(&rbreqlock);
942 }
943
944
945 /*
946  *      vfs_buf_test_cache:
947  *
948  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
949  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
950  *      valid data.
951  */
952 static __inline void
953 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
954     vm_offset_t size, vm_page_t m)
955 {
956
957         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
958         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
959                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
960                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
961                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
962         }
963 }
964
965 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
966 static void
967 bd_wakeup(void)
968 {
969
970         mtx_lock(&bdlock);
971         if (bd_request == 0) {
972                 bd_request = 1;
973                 wakeup(&bd_request);
974         }
975         mtx_unlock(&bdlock);
976 }
977
978 /*
979  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
980  */
981 static void
982 maxbcachebuf_adjust(void)
983 {
984         int i;
985
986         /*
987          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
988          */
989         i = 2;
990         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
991                 i *= 2;
992         maxbcachebuf = i;
993         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
994                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
995         if (maxbcachebuf > MAXPHYS)
996                 maxbcachebuf = MAXPHYS;
997         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
998                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
999 }
1000
1001 /*
1002  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1003  */
1004 void
1005 bd_speedup(void)
1006 {
1007         int needwake;
1008
1009         mtx_lock(&bdlock);
1010         needwake = 0;
1011         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1012                 needwake = 1;
1013         bd_speedupreq = 1;
1014         bd_request = 1;
1015         if (needwake)
1016                 wakeup(&bd_request);
1017         mtx_unlock(&bdlock);
1018 }
1019
1020 #ifndef NSWBUF_MIN
1021 #define NSWBUF_MIN      16
1022 #endif
1023
1024 #ifdef __i386__
1025 #define TRANSIENT_DENOM 5
1026 #else
1027 #define TRANSIENT_DENOM 10
1028 #endif
1029
1030 /*
1031  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1032  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1033  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1034  * being reserved at this time.
1035  */
1036 caddr_t
1037 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1038 {
1039         int tuned_nbuf;
1040         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1041
1042         /*
1043          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1044          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1045          */
1046         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1047
1048         maxbcachebuf_adjust();
1049         /*
1050          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1051          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1052          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1053          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1054          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1055          * maxbcache bytes.
1056          *
1057          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1058          */
1059         if (nbuf == 0) {
1060                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1061
1062                 nbuf = 50;
1063                 if (physmem_est > 4096)
1064                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1065                             65536 / factor);
1066                 if (physmem_est > 65536)
1067                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1068                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1069
1070                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1071                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1072                 tuned_nbuf = 1;
1073         } else
1074                 tuned_nbuf = 0;
1075
1076         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1077         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1078         if (nbuf > maxbuf) {
1079                 if (!tuned_nbuf)
1080                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1081                             maxbuf);
1082                 nbuf = maxbuf;
1083         }
1084
1085         /*
1086          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1087          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1088          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1089          *
1090          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1091          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1092          * maximum buffer map extent on the platform.
1093          *
1094          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1095          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1096          * with ample KVA space.
1097          */
1098         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1099                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1100                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1101                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1102                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1103                         /*
1104                          * There is more KVA than memory.  Do not
1105                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1106                          * of maxbuf to transient map.
1107                          */
1108                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1109                 } else {
1110                         /*
1111                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1112                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1113                          * the buffer map to the transient bio map.
1114                          */
1115                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1116                         buf_sz -= biotmap_sz;
1117                 }
1118                 if (biotmap_sz / INT_MAX > MAXPHYS)
1119                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1120                 else
1121                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / MAXPHYS;
1122                 /*
1123                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1124                  * using the transient mapping.
1125                  */
1126                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1127                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1128                 if (tuned_nbuf)
1129                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1130         }
1131
1132         /*
1133          * swbufs are used as temporary holders for I/O, such as paging I/O.
1134          * We have no less then 16 and no more then 256.
1135          */
1136         nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1137         TUNABLE_INT_FETCH("kern.nswbuf", &nswbuf);
1138         if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1139                 nswbuf = NSWBUF_MIN;
1140
1141         /*
1142          * Reserve space for the buffer cache buffers
1143          */
1144         swbuf = (void *)v;
1145         v = (caddr_t)(swbuf + nswbuf);
1146         buf = (void *)v;
1147         v = (caddr_t)(buf + nbuf);
1148
1149         return(v);
1150 }
1151
1152 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1153 void
1154 bufinit(void)
1155 {
1156         struct buf *bp;
1157         int i;
1158
1159         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1160             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1161             MAXBSIZE));
1162         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1163         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1164         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1165         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1166
1167         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(MAXPHYS);
1168
1169         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1170         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1171                 bp = &buf[i];
1172                 bzero(bp, sizeof *bp);
1173                 bp->b_flags = B_INVAL;
1174                 bp->b_rcred = NOCRED;
1175                 bp->b_wcred = NOCRED;
1176                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1177                 bp->b_domain = -1;
1178                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1179                 bp->b_xflags = 0;
1180                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1181                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1182                 BUF_LOCKINIT(bp);
1183                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1184         }
1185
1186         /*
1187          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1188          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1189          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1190          * used by most other requests.  The differential is required to 
1191          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1192          *
1193          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1194          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1195          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1196          * PAGE_SIZE.
1197          */
1198         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1199         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1200         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1201         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1202
1203         /*
1204          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1205          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1206          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1207          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1208          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1209          * hirunningspace.
1210          */
1211         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1212             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1213         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1214
1215         /*
1216          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1217          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1218          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1219          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1220          * average (small) directories.
1221          */
1222         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1223
1224         /*
1225          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1226          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1227          */
1228         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1229         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1230         /*
1231          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1232          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1233          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1234          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1235          */
1236         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1237                 hidirtybuffers >>= 1;
1238         }
1239         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1240
1241         /*
1242          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1243          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1244          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1245          * on other cpus.
1246          *
1247          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1248          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1249          */
1250         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1251         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1252         numfreebuffers = nbuf;
1253
1254         /* Setup the kva and free list allocators. */
1255         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1256         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache", sizeof(struct buf),
1257             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1258
1259         /*
1260          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1261          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1262          * concurrency but less accurate LRU.
1263          */
1264         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1265         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1266                 struct bufdomain *bd;
1267
1268                 bd = &bdomain[i];
1269                 bd_init(bd);
1270                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1271                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1272                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1273                 bd->bd_bufspace = 0;
1274                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1275                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1276                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1277                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1278                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1279                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1280                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1281                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1282                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1283                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1284         }
1285         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1286         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1287         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1288         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1289         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1290         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1291         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1292         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1293 }
1294
1295 #ifdef INVARIANTS
1296 static inline void
1297 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1298 {
1299
1300         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1301             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1302         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1303             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1304         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1305             MAXPHYS, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1306 }
1307
1308 static inline void
1309 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1310 {
1311
1312         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1313             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1314 }
1315
1316 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1317 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1318 #else
1319 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1320 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1321 #endif
1322
1323 static int
1324 isbufbusy(struct buf *bp)
1325 {
1326         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1327             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1328                 return (1);
1329         return (0);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1334  */
1335 void
1336 bufshutdown(int show_busybufs)
1337 {
1338         static int first_buf_printf = 1;
1339         struct buf *bp;
1340         int iter, nbusy, pbusy;
1341 #ifndef PREEMPTION
1342         int subiter;
1343 #endif
1344
1345         /* 
1346          * Sync filesystems for shutdown
1347          */
1348         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1349         sys_sync(curthread, NULL);
1350
1351         /*
1352          * With soft updates, some buffers that are
1353          * written will be remarked as dirty until other
1354          * buffers are written.
1355          */
1356         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1357                 nbusy = 0;
1358                 for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; )
1359                         if (isbufbusy(bp))
1360                                 nbusy++;
1361                 if (nbusy == 0) {
1362                         if (first_buf_printf)
1363                                 printf("All buffers synced.");
1364                         break;
1365                 }
1366                 if (first_buf_printf) {
1367                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1368                         first_buf_printf = 0;
1369                 }
1370                 printf("%d ", nbusy);
1371                 if (nbusy < pbusy)
1372                         iter = 0;
1373                 pbusy = nbusy;
1374
1375                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1376                 sys_sync(curthread, NULL);
1377
1378 #ifdef PREEMPTION
1379                 /*
1380                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1381                  */
1382                 DELAY(50000 * iter);
1383 #else
1384                 /*
1385                  * Context switch several times to allow interrupt
1386                  * threads to run.
1387                  */
1388                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1389                         thread_lock(curthread);
1390                         mi_switch(SW_VOL, NULL);
1391                         thread_unlock(curthread);
1392                         DELAY(1000);
1393                 }
1394 #endif
1395         }
1396         printf("\n");
1397         /*
1398          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1399          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1400          */
1401         nbusy = 0;
1402         for (bp = &buf[nbuf]; --bp >= buf; ) {
1403                 if (isbufbusy(bp)) {
1404 #if 0
1405 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1406                         if (bp->b_dev == NULL) {
1407                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1408                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1409                                 continue;
1410                         }
1411 #endif
1412                         nbusy++;
1413                         if (show_busybufs > 0) {
1414                                 printf(
1415             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1416                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1417                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1418                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1419                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1420                                 if (show_busybufs > 1)
1421                                         vn_printf(bp->b_vp,
1422                                             "vnode content: ");
1423                         }
1424                 }
1425         }
1426         if (nbusy) {
1427                 /*
1428                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1429                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1430                  */
1431                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1432                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1433         } else {
1434                 if (!first_buf_printf)
1435                         printf("Final sync complete\n");
1436                 /*
1437                  * Unmount filesystems
1438                  */
1439                 if (panicstr == NULL)
1440                         vfs_unmountall();
1441         }
1442         swapoff_all();
1443         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1444 }
1445
1446 static void
1447 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1448 {
1449
1450         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1451
1452         /*
1453          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1454          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1455          */
1456         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1457         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1458         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1459             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1460 }
1461
1462 static inline struct bufdomain *
1463 bufdomain(struct buf *bp)
1464 {
1465
1466         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1467 }
1468
1469 static struct bufqueue *
1470 bufqueue(struct buf *bp)
1471 {
1472
1473         switch (bp->b_qindex) {
1474         case QUEUE_NONE:
1475                 /* FALLTHROUGH */
1476         case QUEUE_SENTINEL:
1477                 return (NULL);
1478         case QUEUE_EMPTY:
1479                 return (&bqempty);
1480         case QUEUE_DIRTY:
1481                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1482         case QUEUE_CLEAN:
1483                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1484         default:
1485                 break;
1486         }
1487         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1492  */
1493 static struct bufqueue *
1494 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1495 {
1496         struct bufqueue *bq, *nbq;
1497
1498         /*
1499          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1500          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1501          * if the queues don't match.
1502          */
1503         bq = bufqueue(bp);
1504         BQ_LOCK(bq);
1505         for (;;) {
1506                 nbq = bufqueue(bp);
1507                 if (bq == nbq)
1508                         break;
1509                 BQ_UNLOCK(bq);
1510                 BQ_LOCK(nbq);
1511                 bq = nbq;
1512         }
1513         return (bq);
1514 }
1515
1516 /*
1517  *      binsfree:
1518  *
1519  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1520  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1521  */
1522 static void
1523 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1524 {
1525         struct bufdomain *bd;
1526         struct bufqueue *bq;
1527
1528         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1529             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1530         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1531
1532         /*
1533          * Handle delayed bremfree() processing.
1534          */
1535         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1536                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1537                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1538                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1539                         BUF_UNLOCK(bp);
1540                         return;
1541                 }
1542                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1543                 bq_remove(bq, bp);
1544                 BQ_UNLOCK(bq);
1545         }
1546         bd = bufdomain(bp);
1547         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1548                 if (bd->bd_lim != 0)
1549                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1550                 else
1551                         bq = bd->bd_cleanq;
1552         } else
1553                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1554         bq_insert(bq, bp, true);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * buf_free:
1559  *
1560  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1561  */
1562 static void
1563 buf_free(struct buf *bp)
1564 {
1565
1566         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1567                 bremfreef(bp);
1568         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1569                 panic("losing buffer 1");
1570         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1571                 crfree(bp->b_rcred);
1572                 bp->b_rcred = NOCRED;
1573         }
1574         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1575                 crfree(bp->b_wcred);
1576                 bp->b_wcred = NOCRED;
1577         }
1578         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1579                 buf_deallocate(bp);
1580         bufkva_free(bp);
1581         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1582         BUF_UNLOCK(bp);
1583         uma_zfree(buf_zone, bp);
1584 }
1585
1586 /*
1587  * buf_import:
1588  *
1589  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1590  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1591  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1592  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1593  */
1594 static int
1595 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1596 {
1597         struct buf *bp;
1598         int i;
1599
1600         BQ_LOCK(&bqempty);
1601         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1602                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1603                 if (bp == NULL)
1604                         break;
1605                 bq_remove(&bqempty, bp);
1606                 store[i] = bp;
1607         }
1608         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1609
1610         return (i);
1611 }
1612
1613 /*
1614  * buf_release:
1615  *
1616  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1617  */
1618 static void
1619 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1620 {
1621         struct bufqueue *bq;
1622         struct buf *bp;
1623         int i;
1624
1625         bq = &bqempty;
1626         BQ_LOCK(bq);
1627         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1628                 bp = store[i];
1629                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1630                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1631                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1632                 bq->bq_len++;
1633                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1634         }
1635         BQ_UNLOCK(bq);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * buf_alloc:
1640  *
1641  *      Allocate an empty buffer header.
1642  */
1643 static struct buf *
1644 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1645 {
1646         struct buf *bp;
1647         int freebufs;
1648
1649         /*
1650          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1651          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1652          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1653          */
1654         bp = NULL;
1655         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1656         if (freebufs > 0)
1657                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1658         if (bp == NULL) {
1659                 atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1660                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1661                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1662                 return (NULL);
1663         }
1664         /*
1665          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1666          */
1667         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1668                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1669
1670         if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1671                 panic("getnewbuf_empty: Locked buf %p on free queue.", bp);
1672         
1673         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1674             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1675         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1676             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1677         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1678             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1679         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1680             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1681         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1682         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1683
1684         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1685         bp->b_flags = 0;
1686         bp->b_ioflags = 0;
1687         bp->b_xflags = 0;
1688         bp->b_vflags = 0;
1689         bp->b_vp = NULL;
1690         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1691         bp->b_offset = NOOFFSET;
1692         bp->b_iodone = 0;
1693         bp->b_error = 0;
1694         bp->b_resid = 0;
1695         bp->b_bcount = 0;
1696         bp->b_npages = 0;
1697         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1698         bp->b_bufobj = NULL;
1699         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1700         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1701         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1702         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1703         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1704
1705         return (bp);
1706 }
1707
1708 /*
1709  *      buf_recycle:
1710  *
1711  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1712  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1713  *      defragmenting.
1714  */
1715 static int
1716 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1717 {
1718         struct bufqueue *bq;
1719         struct buf *bp, *nbp;
1720
1721         if (kva)
1722                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1723         nbp = NULL;
1724         bq = bd->bd_cleanq;
1725         BQ_LOCK(bq);
1726         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1727             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1728         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1729
1730         /*
1731          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1732          * depending.
1733          */
1734         while ((bp = nbp) != NULL) {
1735                 /*
1736                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1737                  * release the bqlock).
1738                  */
1739                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1740
1741                 /*
1742                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1743                  * some kva to reclaim.
1744                  */
1745                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1746                         continue;
1747
1748                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1749                         continue;
1750
1751                 /*
1752                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1753                  * accessed buffers.
1754                  */
1755                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1756                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1757                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1758                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1759                         BUF_UNLOCK(bp);
1760                         continue;
1761                 }
1762
1763                 /*
1764                  * Skip buffers with background writes in progress.
1765                  */
1766                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1767                         BUF_UNLOCK(bp);
1768                         continue;
1769                 }
1770
1771                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1772                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1773                     bp->b_qindex, bp));
1774                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1775                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1776                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1777                 /*
1778                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1779                  * the scan from this point on.
1780                  */
1781                 bq_remove(bq, bp);
1782                 BQ_UNLOCK(bq);
1783
1784                 /*
1785                  * Requeue the background write buffer with error and
1786                  * restart the scan.
1787                  */
1788                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1789                         bqrelse(bp);
1790                         BQ_LOCK(bq);
1791                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1792                         continue;
1793                 }
1794                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1795                 brelse(bp);
1796                 return (0);
1797         }
1798         bd->bd_wanted = 1;
1799         BQ_UNLOCK(bq);
1800
1801         return (ENOBUFS);
1802 }
1803
1804 /*
1805  *      bremfree:
1806  *
1807  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1808  *      
1809  */
1810 void
1811 bremfree(struct buf *bp)
1812 {
1813
1814         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1815         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1816             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1817         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1818             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1819         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1820
1821         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1822 }
1823
1824 /*
1825  *      bremfreef:
1826  *
1827  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1828  *      it abuses the b_freelist pointer.
1829  */
1830 void
1831 bremfreef(struct buf *bp)
1832 {
1833         struct bufqueue *bq;
1834
1835         bq = bufqueue_acquire(bp);
1836         bq_remove(bq, bp);
1837         BQ_UNLOCK(bq);
1838 }
1839
1840 static void
1841 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1842 {
1843
1844         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1845         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1846         bq->bq_len = 0;
1847         bq->bq_index = qindex;
1848         bq->bq_subqueue = subqueue;
1849 }
1850
1851 static void
1852 bd_init(struct bufdomain *bd)
1853 {
1854         int i;
1855
1856         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1857         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1858         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1859         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1860                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1861                     "bufq clean subqueue lock");
1862         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1863 }
1864
1865 /*
1866  *      bq_remove:
1867  *
1868  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1869  *      correct qlock held.
1870  */
1871 static void
1872 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1873 {
1874
1875         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1876             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1877         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1878             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1879         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1880             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1881
1882         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1883         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1884                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1885         }
1886         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1887             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1888         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1889         bq->bq_len--;
1890         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1891         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1892 }
1893
1894 static void
1895 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1896 {
1897         struct buf *bp;
1898
1899         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1900         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1901                 BD_LOCK(bd);
1902                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1903                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1904                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1905                             b_freelist);
1906                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1907                 }
1908                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1909                 bq->bq_len = 0;
1910         }
1911         if (bd->bd_wanted) {
1912                 bd->bd_wanted = 0;
1913                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1914         }
1915         if (bq != bd->bd_cleanq)
1916                 BD_UNLOCK(bd);
1917 }
1918
1919 static int
1920 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1921 {
1922         struct bufqueue *bq;
1923         int flushed;
1924         int i;
1925
1926         if (bd->bd_lim == 0)
1927                 return (0);
1928         flushed = 0;
1929         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1930                 bq = &bd->bd_subq[i];
1931                 if (bq->bq_len == 0)
1932                         continue;
1933                 BQ_LOCK(bq);
1934                 bd_flush(bd, bq);
1935                 BQ_UNLOCK(bq);
1936                 flushed++;
1937         }
1938
1939         return (flushed);
1940 }
1941
1942 static void
1943 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
1944 {
1945         struct bufdomain *bd;
1946
1947         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
1948                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
1949
1950         bd = bufdomain(bp);
1951         if (bp->b_flags & B_AGE) {
1952                 /* Place this buf directly on the real queue. */
1953                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
1954                         bq = bd->bd_cleanq;
1955                 BQ_LOCK(bq);
1956                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1957         } else {
1958                 BQ_LOCK(bq);
1959                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1960         }
1961         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1962         bq->bq_len++;
1963         bp->b_qindex = bq->bq_index;
1964         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
1965
1966         /*
1967          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
1968          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
1969          */
1970         if (unlock)
1971                 BUF_UNLOCK(bp);
1972
1973         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
1974                 /*
1975                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
1976                  */
1977                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
1978                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
1979                         bd_flush(bd, bq);
1980         }
1981         BQ_UNLOCK(bq);
1982 }
1983
1984 /*
1985  *      bufkva_free:
1986  *
1987  *      Free the kva allocation for a buffer.
1988  *
1989  */
1990 static void
1991 bufkva_free(struct buf *bp)
1992 {
1993
1994 #ifdef INVARIANTS
1995         if (bp->b_kvasize == 0) {
1996                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
1997                     bp->b_data == unmapped_buf,
1998                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
1999         } else if (buf_mapped(bp))
2000                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2001         else
2002                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2003 #endif
2004         if (bp->b_kvasize == 0)
2005                 return;
2006
2007         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2008         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2009         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2010         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2011         bp->b_kvasize = 0;
2012 }
2013
2014 /*
2015  *      bufkva_alloc:
2016  *
2017  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2018  */
2019 static int
2020 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2021 {
2022         vm_offset_t addr;
2023         int error;
2024
2025         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2026             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2027
2028         bufkva_free(bp);
2029
2030         addr = 0;
2031         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2032         if (error != 0) {
2033                 /*
2034                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2035                  * to defragment the map.
2036                  */
2037                 return (error);
2038         }
2039         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2040         bp->b_kvasize = maxsize;
2041         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2042         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2043                 bp->b_data = unmapped_buf;
2044                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2045         } else {
2046                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2047                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2048         }
2049         return (0);
2050 }
2051
2052 /*
2053  *      bufkva_reclaim:
2054  *
2055  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2056  *      callback that fires to avoid returning failure.
2057  */
2058 static void
2059 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2060 {
2061         bool done;
2062         int q;
2063         int i;
2064
2065         done = false;
2066         for (i = 0; i < 5; i++) {
2067                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2068                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2069                                 done = true;
2070                 if (done)
2071                         break;
2072         }
2073         return;
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2078  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2079  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2080  */
2081 static void
2082 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2083     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2084 {
2085         struct buf *rabp;
2086         int i;
2087
2088         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2089                 if (inmem(vp, *rablkno))
2090                         continue;
2091                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2092                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2093                         brelse(rabp);
2094                         continue;
2095                 }
2096                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2097 #ifdef RACCT
2098                         if (racct_enable) {
2099                                 PROC_LOCK(curproc);
2100                                 racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2101                                 PROC_UNLOCK(curproc);
2102                         }
2103 #endif /* RACCT */
2104                         curthread->td_ru.ru_inblock++;
2105                 }
2106                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2107                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2108                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2109                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2110                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2111                 }
2112                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2113                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2114                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2115                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2116                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2117                 BUF_KERNPROC(rabp);
2118                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2119                 bstrategy(rabp);
2120         }
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2125  *
2126  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2127  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2128  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2129  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2130  *
2131  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2132  */
2133 int
2134 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, daddr_t *rablkno,
2135     int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2136     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2137 {
2138         struct buf *bp;
2139         struct thread *td;
2140         int error, readwait, rv;
2141
2142         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2143         td = curthread;
2144         /*
2145          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2146          * are specified.
2147          */
2148         error = getblkx(vp, blkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2149         if (error != 0) {
2150                 *bpp = NULL;
2151                 return (error);
2152         }
2153         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2154         *bpp = bp;
2155
2156         /*
2157          * If not found in cache, do some I/O
2158          */
2159         readwait = 0;
2160         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2161                 if (!TD_IS_IDLETHREAD(td)) {
2162 #ifdef RACCT
2163                         if (racct_enable) {
2164                                 PROC_LOCK(td->td_proc);
2165                                 racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2166                                 PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2167                         }
2168 #endif /* RACCT */
2169                         td->td_ru.ru_inblock++;
2170                 }
2171                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2172                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2173                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2174                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2175                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2176                 }
2177                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2178                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2179                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2180                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2181                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2182                 bstrategy(bp);
2183                 ++readwait;
2184         }
2185
2186         /*
2187          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2188          */
2189         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2190
2191         rv = 0;
2192         if (readwait) {
2193                 rv = bufwait(bp);
2194                 if (rv != 0) {
2195                         brelse(bp);
2196                         *bpp = NULL;
2197                 }
2198         }
2199         return (rv);
2200 }
2201
2202 /*
2203  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2204  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2205  * is invalid.
2206  *
2207  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2208  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2209  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2210  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2211  * here.
2212  */
2213 int
2214 bufwrite(struct buf *bp)
2215 {
2216         int oldflags;
2217         struct vnode *vp;
2218         long space;
2219         int vp_md;
2220
2221         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2222         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2223                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2224                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2225                 brelse(bp);
2226                 return (ENXIO);
2227         }
2228         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2229                 brelse(bp);
2230                 return (0);
2231         }
2232
2233         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2234                 barrierwrites++;
2235
2236         oldflags = bp->b_flags;
2237
2238         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2239
2240         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2241             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2242
2243         vp = bp->b_vp;
2244         if (vp)
2245                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2246         else
2247                 vp_md = 0;
2248
2249         /*
2250          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2251          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2252          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2253          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2254          */
2255         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2256         bundirty(bp);
2257
2258         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2259         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2260         bp->b_flags |= B_CACHE;
2261         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2262
2263         vfs_busy_pages(bp, 1);
2264
2265         /*
2266          * Normal bwrites pipeline writes
2267          */
2268         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2269         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2270
2271         if (!TD_IS_IDLETHREAD(curthread)) {
2272 #ifdef RACCT
2273                 if (racct_enable) {
2274                         PROC_LOCK(curproc);
2275                         racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2276                         PROC_UNLOCK(curproc);
2277                 }
2278 #endif /* RACCT */
2279                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
2280         }
2281         if (oldflags & B_ASYNC)
2282                 BUF_KERNPROC(bp);
2283         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2284         buf_track(bp, __func__);
2285         bstrategy(bp);
2286
2287         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2288                 int rtval = bufwait(bp);
2289                 brelse(bp);
2290                 return (rtval);
2291         } else if (space > hirunningspace) {
2292                 /*
2293                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2294                  * system.  We will not deadlock here because
2295                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2296                  * to complete. We do not block here if it is the update
2297                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2298                  * to deadlock.
2299                  */
2300                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2301                         waitrunningbufspace();
2302         }
2303
2304         return (0);
2305 }
2306
2307 void
2308 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2309 {
2310         struct buf *nbp;
2311
2312         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh + 10) {
2313                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2314                 altbufferflushes++;
2315         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > dirtybufthresh) {
2316                 BO_LOCK(bo);
2317                 /*
2318                  * Try to find a buffer to flush.
2319                  */
2320                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2321                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2322                             BUF_LOCK(nbp,
2323                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2324                                 continue;
2325                         if (bp == nbp)
2326                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2327                         BO_UNLOCK(bo);
2328                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2329                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2330                                 BO_LOCK(bo);
2331                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2332                                 continue;
2333                         }
2334                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2335                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2336                         } else {
2337                                 bremfree(nbp);
2338                                 bawrite(nbp);
2339                         }
2340                         dirtybufferflushes++;
2341                         break;
2342                 }
2343                 if (nbp == NULL)
2344                         BO_UNLOCK(bo);
2345         }
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2350  * anything if the buffer is marked invalid.
2351  *
2352  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2353  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2354  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2355  * out synchronously.
2356  */
2357 void
2358 bdwrite(struct buf *bp)
2359 {
2360         struct thread *td = curthread;
2361         struct vnode *vp;
2362         struct bufobj *bo;
2363
2364         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2365         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2366         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2367             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2368         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2369
2370         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2371                 brelse(bp);
2372                 return;
2373         }
2374
2375         /*
2376          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2377          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2378          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2379          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2380          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2381          */
2382         vp = bp->b_vp;
2383         bo = bp->b_bufobj;
2384         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2385                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2386                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2387                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2388         } else
2389                 recursiveflushes++;
2390
2391         bdirty(bp);
2392         /*
2393          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2394          * true even of NFS now.
2395          */
2396         bp->b_flags |= B_CACHE;
2397
2398         /*
2399          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2400          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2401          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2402          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2403          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2404          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2405          * the bmap then...  So, this is important to do.
2406          */
2407         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2408                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2409         }
2410
2411         buf_track(bp, __func__);
2412
2413         /*
2414          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2415          * pages.
2416          *
2417          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2418          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2419          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2420          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2421          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2422          * or perhaps the cluster will be completed.
2423          */
2424         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2425         bqrelse(bp);
2426
2427         /*
2428          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2429          * due to the softdep code.
2430          */
2431 }
2432
2433 /*
2434  *      bdirty:
2435  *
2436  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2437  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2438  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2439  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2440  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2441  *
2442  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2443  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2444  *      should only be called if the buffer is known-good.
2445  *
2446  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2447  *      count.
2448  *
2449  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2450  */
2451 void
2452 bdirty(struct buf *bp)
2453 {
2454
2455         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2456             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2457         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2458         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2459             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2460         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2461         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2462         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2463
2464         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2465                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2466                 reassignbuf(bp);
2467                 bdirtyadd(bp);
2468         }
2469 }
2470
2471 /*
2472  *      bundirty:
2473  *
2474  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2475  *
2476  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2477  *      count.
2478  *      
2479  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2480  */
2481
2482 void
2483 bundirty(struct buf *bp)
2484 {
2485
2486         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2487         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2488         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2489             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2490         BUF_ASSERT_HELD(bp);
2491
2492         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2493                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2494                 reassignbuf(bp);
2495                 bdirtysub(bp);
2496         }
2497         /*
2498          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2499          */
2500         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2501 }
2502
2503 /*
2504  *      bawrite:
2505  *
2506  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2507  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2508  *
2509  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2510  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2511  */
2512 void
2513 bawrite(struct buf *bp)
2514 {
2515
2516         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2517         (void) bwrite(bp);
2518 }
2519
2520 /*
2521  *      babarrierwrite:
2522  *
2523  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2524  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2525  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2526  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2527  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2528  */
2529 void
2530 babarrierwrite(struct buf *bp)
2531 {
2532
2533         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2534         (void) bwrite(bp);
2535 }
2536
2537 /*
2538  *      bbarrierwrite:
2539  *
2540  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2541  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2542  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2543  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2544  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2545  */
2546 int
2547 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2548 {
2549
2550         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2551         return (bwrite(bp));
2552 }
2553
2554 /*
2555  *      bwillwrite:
2556  *
2557  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2558  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2559  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2560  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2561  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2562  */
2563 void
2564 bwillwrite(void)
2565 {
2566
2567         if (buf_dirty_count_severe()) {
2568                 mtx_lock(&bdirtylock);
2569                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2570                         bdirtywait = 1;
2571                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2572                             "flswai", 0);
2573                 }
2574                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2575         }
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Return true if we have too many dirty buffers.
2580  */
2581 int
2582 buf_dirty_count_severe(void)
2583 {
2584
2585         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2586 }
2587
2588 /*
2589  *      brelse:
2590  *
2591  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2592  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2593  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2594  */
2595 void
2596 brelse(struct buf *bp)
2597 {
2598         struct mount *v_mnt;
2599         int qindex;
2600
2601         /*
2602          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2603          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2604          */
2605         if (bp == NULL)
2606                 return;
2607         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2608             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2609         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2610             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2611         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2612             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2613
2614         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2615                 /*
2616                  * Do not process, in particular, do not handle the
2617                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2618                  */
2619                 BUF_UNLOCK(bp);
2620                 return;
2621         }
2622
2623         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2624                 bqrelse(bp);
2625                 return;
2626         }
2627
2628         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2629                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2630                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2631                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2632                 bdirty(bp);
2633         }
2634         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2635             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2636             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2637                 /*
2638                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2639                  * means the device is gone) are treated as being
2640                  * transient.
2641                  *
2642                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2643                  * contract with the local storage device drivers is that
2644                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2645                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2646                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2647                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2648                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2649                  * this entire case should be made obsolete through better
2650                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2651                  *
2652                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2653                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2654                  * to access the buffer to untangle them.
2655                  *
2656                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2657                  */
2658                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2659                 bdirty(bp);
2660         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2661             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2662                 /*
2663                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2664                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2665                  * no longer present.
2666                  */
2667                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2668                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2669                         buf_deallocate(bp);
2670                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2671                         bdirtysub(bp);
2672                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2673                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2674                         allocbuf(bp, 0);
2675                         if (bp->b_vp)
2676                                 brelvp(bp);
2677                 }
2678         }
2679
2680         /*
2681          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2682          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2683          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2684          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2685          * 
2686          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2687          * if B_DELWRI is set.
2688          */
2689         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2690                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2691
2692         /*
2693          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2694          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2695          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2696          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2697          *
2698          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2699          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2700          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2701          *
2702          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2703          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2704          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2705          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2706          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2707          * background write.
2708          */
2709
2710         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2711
2712         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2713             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2714             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2715             vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2716                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2717                 allocbuf(bp, 0);
2718         }
2719
2720         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2721             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2722                 allocbuf(bp, 0);
2723                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2724                 if (bp->b_vp != NULL)
2725                         brelvp(bp);
2726         }
2727                         
2728         /*
2729          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2730          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2731          * doesn't find it.
2732          */
2733         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2734             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2735                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2736         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2737                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2738                         bundirty(bp);
2739                 if (bp->b_vp)
2740                         brelvp(bp);
2741         }
2742
2743         buf_track(bp, __func__);
2744
2745         /* buffers with no memory */
2746         if (bp->b_bufsize == 0) {
2747                 buf_free(bp);
2748                 return;
2749         }
2750         /* buffers with junk contents */
2751         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2752             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2753                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2754                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2755                         panic("losing buffer 2");
2756                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2757                 bp->b_flags |= B_AGE;
2758         /* remaining buffers */
2759         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2760                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2761         else
2762                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2763
2764         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2765                 panic("brelse: not dirty");
2766
2767         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2768         /* binsfree unlocks bp. */
2769         binsfree(bp, qindex);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2774  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2775  *
2776  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2777  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2778  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2779  * again soon.
2780  *
2781  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2782  */
2783 void
2784 bqrelse(struct buf *bp)
2785 {
2786         int qindex;
2787
2788         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2789         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2790             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2791
2792         qindex = QUEUE_NONE;
2793         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2794                 /* do not release to free list */
2795                 BUF_UNLOCK(bp);
2796                 return;
2797         }
2798         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2799
2800         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2801                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2802                         bremfreef(bp);
2803                 goto out;
2804         }
2805
2806         /* buffers with stale but valid contents */
2807         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2808             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2809                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2810                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2811                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2812                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2813         } else {
2814                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2815                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2816                         panic("bqrelse: not dirty");
2817                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2818                         brelse(bp);
2819                         return;
2820                 }
2821                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2822         }
2823         buf_track(bp, __func__);
2824         /* binsfree unlocks bp. */
2825         binsfree(bp, qindex);
2826         return;
2827
2828 out:
2829         buf_track(bp, __func__);
2830         /* unlock */
2831         BUF_UNLOCK(bp);
2832 }
2833
2834 /*
2835  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2836  * restore bogus pages.
2837  */
2838 static void
2839 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2840 {
2841         vm_ooffset_t foff;
2842         vm_page_t m;
2843         vm_object_t obj;
2844         struct vnode *vp __unused;
2845         int i, iosize, resid;
2846         bool bogus;
2847
2848         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2849         KASSERT(obj->paging_in_progress >= bp->b_npages,
2850             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2851             obj->paging_in_progress, bp->b_npages));
2852
2853         vp = bp->b_vp;
2854         KASSERT(vp->v_holdcnt > 0,
2855             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has zero hold count", vp));
2856         KASSERT(vp->v_object != NULL,
2857             ("vfs_vmio_iodone: vnode %p has no vm_object", vp));
2858
2859         foff = bp->b_offset;
2860         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2861             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2862
2863         bogus = false;
2864         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2865         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2866         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2867                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2868                 if (resid > iosize)
2869                         resid = iosize;
2870
2871                 /*
2872                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2873                  */
2874                 m = bp->b_pages[i];
2875                 if (m == bogus_page) {
2876                         bogus = true;
2877                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2878                         if (m == NULL)
2879                                 panic("biodone: page disappeared!");
2880                         bp->b_pages[i] = m;
2881                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2882                         /*
2883                          * In the write case, the valid and clean bits are
2884                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2885                          * only need to do this here in the read case.
2886                          */
2887                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2888                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2889                             "has unexpected dirty bits", m));
2890                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2891                 }
2892                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2893                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2894                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2895
2896                 vm_page_sunbusy(m);
2897                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2898                 iosize -= resid;
2899         }
2900         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2901         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2902         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2903                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2904                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2905                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2906         }
2907 }
2908
2909 /*
2910  * Unwire a page held by a buf and either free it or update the page queues to
2911  * reflect its recent use.
2912  */
2913 static void
2914 vfs_vmio_unwire(struct buf *bp, vm_page_t m)
2915 {
2916         bool freed;
2917
2918         vm_page_lock(m);
2919         if (vm_page_unwire_noq(m)) {
2920                 if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0)
2921                         freed = vm_page_try_to_free(m);
2922                 else
2923                         freed = false;
2924                 if (!freed) {
2925                         /*
2926                          * Use a racy check of the valid bits to determine
2927                          * whether we can accelerate reclamation of the page.
2928                          * The valid bits will be stable unless the page is
2929                          * being mapped or is referenced by multiple buffers,
2930                          * and in those cases we expect races to be rare.  At
2931                          * worst we will either accelerate reclamation of a
2932                          * valid page and violate LRU, or unnecessarily defer
2933                          * reclamation of an invalid page.
2934                          *
2935                          * The B_NOREUSE flag marks data that is not expected to
2936                          * be reused, so accelerate reclamation in that case
2937                          * too.  Otherwise, maintain LRU.
2938                          */
2939                         if (m->valid == 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0)
2940                                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
2941                         else if (vm_page_active(m))
2942                                 vm_page_reference(m);
2943                         else
2944                                 vm_page_deactivate(m);
2945                 }
2946         }
2947         vm_page_unlock(m);
2948 }
2949
2950 /*
2951  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
2952  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
2953  */
2954 static void
2955 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
2956 {
2957         vm_object_t obj;
2958         vm_page_t m;
2959         int i, resid, poffset, presid;
2960
2961         if (buf_mapped(bp)) {
2962                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2963                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
2964         } else
2965                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2966         /*
2967          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
2968          * in the VMIO case if the buffer block size is not
2969          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
2970          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
2971          *
2972          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
2973          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
2974          * m->dirty, etc...). 
2975          *
2976          * See man buf(9) for more information
2977          */
2978         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2979         resid = bp->b_bufsize;
2980         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
2981         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2982         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2983                 m = bp->b_pages[i];
2984                 if (m == bogus_page)
2985                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
2986                 bp->b_pages[i] = NULL;
2987
2988                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
2989                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
2990                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
2991                 while (vm_page_xbusied(m)) {
2992                         vm_page_lock(m);
2993                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
2994                         vm_page_busy_sleep(m, "mbncsh", true);
2995                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
2996                 }
2997                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
2998                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
2999                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
3000                 resid -= presid;
3001                 poffset = 0;
3002         }
3003         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3004         bp->b_npages = 0;
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3009  */
3010 static void
3011 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3012 {
3013         vm_object_t obj;
3014         vm_page_t m;
3015         int i;
3016
3017         if (bp->b_npages == desiredpages)
3018                 return;
3019
3020         if (buf_mapped(bp)) {
3021                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3022                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3023                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3024         } else
3025                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3026
3027         /*
3028          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3029          */
3030         obj = (bp->b_flags & B_DIRECT) != 0 ? bp->b_bufobj->bo_object : NULL;
3031         if (obj != NULL)
3032                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3033         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3034                 m = bp->b_pages[i];
3035                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3036                 bp->b_pages[i] = NULL;
3037                 vfs_vmio_unwire(bp, m);
3038         }
3039         if (obj != NULL)
3040                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3041         bp->b_npages = desiredpages;
3042 }
3043
3044 /*
3045  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3046  */
3047 static void
3048 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3049 {
3050         /*
3051          * We are growing the buffer, possibly in a 
3052          * byte-granular fashion.
3053          */
3054         vm_object_t obj;
3055         vm_offset_t toff;
3056         vm_offset_t tinc;
3057         vm_page_t m;
3058
3059         /*
3060          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3061          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3062          * are not valid for the range covered by the buffer.
3063          */
3064         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3065         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3066         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3067                 /*
3068                  * We must allocate system pages since blocking
3069                  * here could interfere with paging I/O, no
3070                  * matter which process we are.
3071                  *
3072                  * Only exclusive busy can be tested here.
3073                  * Blocking on shared busy might lead to
3074                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3075                  * pages are vfs_busy_pages().
3076                  */
3077                 (void)vm_page_grab_pages(obj,
3078                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3079                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3080                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3081                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3082                 bp->b_npages = desiredpages;
3083         }
3084
3085         /*
3086          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3087          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3088          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3089          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3090          * aligned range ( newbsize ).
3091          *
3092          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3093          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3094          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3095          * fails with NFS if the server or some other client
3096          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3097          * B_CACHE may remain set! XXX
3098          */
3099         toff = bp->b_bcount;
3100         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3101         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3102                 vm_pindex_t pi;
3103
3104                 if (tinc > (size - toff))
3105                         tinc = size - toff;
3106                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3107                 m = bp->b_pages[pi];
3108                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3109                 toff += tinc;
3110                 tinc = PAGE_SIZE;
3111         }
3112         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3113
3114         /*
3115          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3116          */
3117         if (buf_mapped(bp))
3118                 bpmap_qenter(bp);
3119         else
3120                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3121 }
3122
3123 /*
3124  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3125  * write.
3126  */
3127 static int
3128 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3129 {
3130         struct buf *bpa;
3131         int match;
3132
3133         match = 0;
3134
3135         /* If the buf isn't in core skip it */
3136         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3137                 return (0);
3138
3139         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3140         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3141                 return (0);
3142
3143         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3144         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3145             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3146                 goto done;
3147
3148         if (bpa->b_bufsize != size)
3149                 goto done;
3150
3151         /*
3152          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3153          * block has been mapped.
3154          */
3155         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3156                 match = 1;
3157 done:
3158         BUF_UNLOCK(bpa);
3159         return (match);
3160 }
3161
3162 /*
3163  *      vfs_bio_awrite:
3164  *
3165  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3166  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3167  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3168  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3169  */
3170 int
3171 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3172 {
3173         struct bufobj *bo;
3174         int i;
3175         int j;
3176         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3177         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3178         int ncl;
3179         int nwritten;
3180         int size;
3181         int maxcl;
3182         int gbflags;
3183
3184         bo = &vp->v_bufobj;
3185         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3186         /*
3187          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3188          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3189          * rather then at the beginning.
3190          */
3191         if ((vp->v_type == VREG) && 
3192             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3193             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3194
3195                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3196                 maxcl = MAXPHYS / size;
3197
3198                 BO_RLOCK(bo);
3199                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3200                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3201                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3202                                 break;
3203
3204                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3205                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3206                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3207                                 break;
3208                 BO_RUNLOCK(bo);
3209                 --j;
3210                 ncl = i + j;
3211                 /*
3212                  * this is a possible cluster write
3213                  */
3214                 if (ncl != 1) {
3215                         BUF_UNLOCK(bp);
3216                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3217                             gbflags);
3218                         return (nwritten);
3219                 }
3220         }
3221         bremfree(bp);
3222         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3223         /*
3224          * default (old) behavior, writing out only one block
3225          *
3226          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3227          */
3228         nwritten = bp->b_bufsize;
3229         (void) bwrite(bp);
3230
3231         return (nwritten);
3232 }
3233
3234 /*
3235  *      getnewbuf_kva:
3236  *
3237  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3238  */
3239 static int
3240 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3241 {
3242
3243         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3244                 /*
3245                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3246                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3247                  */
3248                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3249
3250                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3251                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3252                         return (ENOSPC);
3253         }
3254         return (0);
3255 }
3256
3257 /*
3258  *      getnewbuf:
3259  *
3260  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3261  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3262  *
3263  *      We block if:
3264  *              We have insufficient buffer headers
3265  *              We have insufficient buffer space
3266  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3267  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3268  *
3269  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3270  *      allocbuf() is called.
3271  */
3272 static struct buf *
3273 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3274 {
3275         struct bufdomain *bd;
3276         struct buf *bp;
3277         bool metadata, reserved;
3278
3279         bp = NULL;
3280         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3281             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3282         if (!unmapped_buf_allowed)
3283                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3284
3285         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3286             vp->v_type == VCHR)
3287                 metadata = true;
3288         else
3289                 metadata = false;
3290         if (vp == NULL)
3291                 bd = &bdomain[0];
3292         else
3293                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3294
3295         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3296         reserved = false;
3297         do {
3298                 if (reserved == false &&
3299                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3300                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3301                         continue;
3302                 }
3303                 reserved = true;
3304                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3305                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3306                         continue;
3307                 }
3308                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3309                         return (bp);
3310                 break;
3311         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3312
3313         if (reserved)
3314                 bufspace_release(bd, maxsize);
3315         if (bp != NULL) {
3316                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3317                 brelse(bp);
3318         }
3319         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3320
3321         return (NULL);
3322 }
3323
3324 /*
3325  *      buf_daemon:
3326  *
3327  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3328  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3329  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3330  */
3331 static struct kproc_desc buf_kp = {
3332         "bufdaemon",
3333         buf_daemon,
3334         &bufdaemonproc
3335 };
3336 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3337
3338 static int
3339 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3340 {
3341         int flushed;
3342
3343         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3344         if (flushed == 0) {
3345                 /*
3346                  * Could not find any buffers without rollback
3347                  * dependencies, so just write the first one
3348                  * in the hopes of eventually making progress.
3349                  */
3350                 if (vp != NULL && target > 2)
3351                         target /= 2;
3352                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3353         }
3354         return (flushed);
3355 }
3356
3357 static void
3358 buf_daemon()
3359 {
3360         struct bufdomain *bd;
3361         int speedupreq;
3362         int lodirty;
3363         int i;
3364
3365         /*
3366          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3367          */
3368         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, kthread_shutdown, curthread,
3369             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3370
3371         /*
3372          * Start the buf clean daemons as children threads.
3373          */
3374         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3375                 int error;
3376
3377                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3378                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3379                 if (error)
3380                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3381         }
3382
3383         /*
3384          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3385          */
3386         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3387         mtx_lock(&bdlock);
3388         for (;;) {
3389                 bd_request = 0;
3390                 mtx_unlock(&bdlock);
3391
3392                 kthread_suspend_check();
3393
3394                 /*
3395                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3396                  * requests.
3397                  */
3398                 speedupreq = bd_speedupreq;
3399                 bd_speedupreq = 0;
3400
3401                 /*
3402                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3403                  * the speedup request.
3404                  */
3405                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3406                         bd = &bdomain[i];
3407                         if (speedupreq)
3408                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3409                         else
3410                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3411                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3412                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3413                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3414                                         break;
3415                                 kern_yield(PRI_USER);
3416                         }
3417                 }
3418
3419                 /*
3420                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3421                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3422                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3423                  * built up, within reason.
3424                  *
3425                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3426                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3427                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3428                  */
3429                 mtx_lock(&bdlock);
3430                 if (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3431                         /*
3432                          * We reached our low water mark, reset the
3433                          * request and sleep until we are needed again.
3434                          * The sleep is just so the suspend code works.
3435                          */
3436                         bd_request = 0;
3437                         /*
3438                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3439                          * changed via sysctl and the explicit transition
3440                          * out of shortfall was missed.
3441                          */
3442                         bdirtywakeup();
3443                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3444                                 runningwakeup();
3445                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3446                 } else {
3447                         /*
3448                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3449                          * still have too many dirty buffers, we
3450                          * have to sleep and try again.  (rare)
3451                          */
3452                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3453                 }
3454         }
3455 }
3456
3457 /*
3458  *      flushbufqueues:
3459  *
3460  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3461  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3462  *      particularly sensitive to.
3463  */
3464 static int flushwithdeps = 0;
3465 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW, &flushwithdeps,
3466     0, "Number of buffers flushed with dependecies that require rollbacks");
3467
3468 static int
3469 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3470     int flushdeps)
3471 {
3472         struct bufqueue *bq;
3473         struct buf *sentinel;
3474         struct vnode *vp;
3475         struct mount *mp;
3476         struct buf *bp;
3477         int hasdeps;
3478         int flushed;
3479         int error;
3480         bool unlock;
3481
3482         flushed = 0;
3483         bq = &bd->bd_dirtyq;
3484         bp = NULL;
3485         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3486         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3487         BQ_LOCK(bq);
3488         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3489         BQ_UNLOCK(bq);
3490         while (flushed != target) {
3491                 maybe_yield();
3492                 BQ_LOCK(bq);
3493                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3494                 if (bp != NULL) {
3495                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3496                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3497                             b_freelist);
3498                 } else {
3499                         BQ_UNLOCK(bq);
3500                         break;
3501                 }
3502                 /*
3503                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3504                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3505                  *
3506                  * Only flush the buffers that belong to the
3507                  * vnode locked by the curthread.
3508                  */
3509                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3510                     bp->b_vp != lvp)) {
3511                         BQ_UNLOCK(bq);
3512                         continue;
3513                 }
3514                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3515                 BQ_UNLOCK(bq);
3516                 if (error != 0)
3517                         continue;
3518
3519                 /*
3520                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3521                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3522                  */
3523                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3524                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3525                         BUF_UNLOCK(bp);
3526                         continue;
3527                 }
3528                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3529                         bremfreef(bp);
3530                         brelse(bp);
3531                         flushed++;
3532                         continue;
3533                 }
3534
3535                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3536                         if (flushdeps == 0) {
3537                                 BUF_UNLOCK(bp);
3538                                 continue;
3539                         }
3540                         hasdeps = 1;
3541                 } else
3542                         hasdeps = 0;
3543                 /*
3544                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3545                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3546                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3547                  * system.
3548                  *
3549                  * The lock order here is the reverse of the normal
3550                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3551                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3552                  */
3553                 vp = bp->b_vp;
3554                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3555                         BUF_UNLOCK(bp);
3556                         continue;
3557                 }
3558                 if (lvp == NULL) {
3559                         unlock = true;
3560                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3561                 } else {
3562                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3563                         unlock = false;
3564                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3565                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3566                 }
3567                 if (error == 0) {
3568                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3569                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3570                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3571                                 vfs_bio_awrite(bp);
3572                         } else {
3573                                 bremfree(bp);
3574                                 bwrite(bp);
3575                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3576                         }
3577                         vn_finished_write(mp);
3578                         if (unlock)
3579                                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
3580                         flushwithdeps += hasdeps;
3581                         flushed++;
3582
3583                         /*
3584                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3585                          * vnode lock leads to deadlock.
3586                          */
3587                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3588                             runningbufspace > hirunningspace)
3589                                 waitrunningbufspace();
3590                         continue;
3591                 }
3592                 vn_finished_write(mp);
3593                 BUF_UNLOCK(bp);
3594         }
3595         BQ_LOCK(bq);
3596         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3597         BQ_UNLOCK(bq);
3598         free(sentinel, M_TEMP);
3599         return (flushed);
3600 }
3601
3602 /*
3603  * Check to see if a block is currently memory resident.
3604  */
3605 struct buf *
3606 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3607 {
3608         struct buf *bp;
3609
3610         BO_RLOCK(bo);
3611         bp = gbincore(bo, blkno);
3612         BO_RUNLOCK(bo);
3613         return (bp);
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Returns true if no I/O is needed to access the
3618  * associated VM object.  This is like incore except
3619  * it also hunts around in the VM system for the data.
3620  */
3621
3622 static int
3623 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3624 {
3625         vm_object_t obj;
3626         vm_offset_t toff, tinc, size;
3627         vm_page_t m;
3628         vm_ooffset_t off;
3629
3630         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3631
3632         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3633                 return 1;
3634         if (vp->v_mount == NULL)
3635                 return 0;
3636         obj = vp->v_object;
3637         if (obj == NULL)
3638                 return (0);
3639
3640         size = PAGE_SIZE;
3641         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3642                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3643         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3644
3645         VM_OBJECT_RLOCK(obj);
3646         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3647                 m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3648                 if (!m)
3649                         goto notinmem;
3650                 tinc = size;
3651                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3652                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3653                 if (vm_page_is_valid(m,
3654                     (vm_offset_t) ((toff + off) & PAGE_MASK), tinc) == 0)
3655                         goto notinmem;
3656         }
3657         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3658         return 1;
3659
3660 notinmem:
3661         VM_OBJECT_RUNLOCK(obj);
3662         return (0);
3663 }
3664
3665 /*
3666  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3667  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3668  * to the size of the buffer.
3669  *
3670  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3671  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3672  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3673  *
3674  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3675  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3676  */
3677 static void
3678 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3679 {
3680         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3681         vm_page_t m;
3682         int i;
3683
3684         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3685                 return;
3686
3687         foff = bp->b_offset;
3688         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3689             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3690
3691         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3692         vfs_drain_busy_pages(bp);
3693         vfs_setdirty_locked_object(bp);
3694         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3695                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3696                 eoff = noff;
3697                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3698                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3699                 m = bp->b_pages[i];
3700                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3701                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3702                 foff = noff;
3703         }
3704         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
3705 }
3706
3707 static void
3708 vfs_setdirty_locked_object(struct buf *bp)
3709 {
3710         vm_object_t object;
3711         int i;
3712
3713         object = bp->b_bufobj->bo_object;
3714         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3715
3716         /*
3717          * We qualify the scan for modified pages on whether the
3718          * object has been flushed yet.
3719          */
3720         if ((object->flags & OBJ_MIGHTBEDIRTY) != 0) {
3721                 vm_offset_t boffset;
3722                 vm_offset_t eoffset;
3723
3724                 /*
3725                  * test the pages to see if they have been modified directly
3726                  * by users through the VM system.
3727                  */
3728                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3729                         vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3730
3731                 /*
3732                  * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3733                  * (eoffset - boffset) bytes.
3734                  */
3735
3736                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3737                         if (bp->b_pages[i]->dirty)
3738                                 break;
3739                 }
3740                 boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3741
3742                 for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3743                         if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3744                                 break;
3745                         }
3746                 }
3747                 eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3748
3749                 /*
3750                  * Fit it to the buffer.
3751                  */
3752
3753                 if (eoffset > bp->b_bcount)
3754                         eoffset = bp->b_bcount;
3755
3756                 /*
3757                  * If we have a good dirty range, merge with the existing
3758                  * dirty range.
3759                  */
3760
3761                 if (boffset < eoffset) {
3762                         if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3763                                 bp->b_dirtyoff = boffset;
3764                         if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3765                                 bp->b_dirtyend = eoffset;
3766                 }
3767         }
3768 }
3769
3770 /*
3771  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3772  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3773  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3774  */
3775 static void
3776 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3777 {
3778         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3779         off_t offset;
3780
3781         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3782             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3783         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3784             bp->b_data == unmapped_buf &&
3785             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3786         if (!need_mapping && !need_kva)
3787                 return;
3788
3789         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3790
3791         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3792                 /*
3793                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3794                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3795                  * allocated space.
3796                  */
3797                 goto has_addr;
3798         }
3799
3800         /*
3801          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3802          * if the buffer was mapped.
3803          */
3804         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3805         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3806         offset = blkno * bsize;
3807         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3808         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3809
3810         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3811                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3812                         /*
3813                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3814                          * succeed, not sure what else to do.
3815                          */
3816                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3817                 }
3818                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3819                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3820         }
3821 has_addr:
3822         if (need_mapping) {
3823                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3824                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3825                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3826                 bpmap_qenter(bp);
3827         }
3828 }
3829
3830 struct buf *
3831 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3832     int flags)
3833 {
3834         struct buf *bp;
3835         int error;
3836
3837         error = getblkx(vp, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3838         if (error != 0)
3839                 return (NULL);
3840         return (bp);
3841 }
3842
3843 /*
3844  *      getblkx:
3845  *
3846  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3847  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3848  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3849  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3850  *      READ.
3851  *
3852  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3853  *      an existing buffer.
3854  *
3855  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3856  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3857  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3858  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3859  *
3860  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3861  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3862  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3863  *      backing VM.
3864  *
3865  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whos
3866  *      B_CACHE bit is clear.
3867  *      
3868  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3869  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3870  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3871  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3872  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3873  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3874  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3875  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3876  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3877  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3878  */
3879 int
3880 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3881     int flags, struct buf **bpp)
3882 {
3883         struct buf *bp;
3884         struct bufobj *bo;
3885         daddr_t d_blkno;
3886         int bsize, error, maxsize, vmio;
3887         off_t offset;
3888
3889         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3890         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3891             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3892         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3893         if (size > maxbcachebuf)
3894                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3895                     maxbcachebuf);
3896         if (!unmapped_buf_allowed)
3897                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3898
3899         bo = &vp->v_bufobj;
3900         d_blkno = blkno;
3901 loop:
3902         BO_RLOCK(bo);
3903         bp = gbincore(bo, blkno);
3904         if (bp != NULL) {
3905                 int lockflags;
3906                 /*
3907                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
3908                  * it must be on a queue.
3909                  */
3910                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_SLEEPFAIL | LK_INTERLOCK;
3911
3912                 if ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0)
3913                         lockflags |= LK_NOWAIT;
3914
3915                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
3916                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
3917
3918                 /*
3919                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
3920                  * the buffer changed identities.
3921                  */
3922                 if (error == ENOLCK)
3923                         goto loop;
3924                 /* We timed out or were interrupted. */
3925                 else if (error != 0)
3926                         return (error);
3927                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
3928                 else if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
3929                         goto end;
3930
3931                 /*
3932                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
3933                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
3934                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
3935                  * backing VM cache.
3936                  */
3937                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
3938                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
3939                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
3940                         bp->b_flags |= B_CACHE;
3941                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
3942                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
3943                 else
3944                         bremfree(bp);
3945
3946                 /*
3947                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
3948                  */
3949                 if (bp->b_bcount != size) {
3950                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
3951                             (size > bp->b_kvasize)) {
3952                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
3953                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3954                                         bwrite(bp);
3955                                 } else {
3956                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
3957                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
3958                                                 brelse(bp);
3959                                         } else {
3960                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
3961                                                 bwrite(bp);
3962                                         }
3963                                 }
3964                                 goto loop;
3965                         }
3966                 }
3967
3968                 /*
3969                  * Handle the case of unmapped buffer which should
3970                  * become mapped, or the buffer for which KVA
3971                  * reservation is requested.
3972                  */
3973                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
3974
3975                 /*
3976                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
3977                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
3978                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
3979                  * unchanged from its previous state.
3980                  */
3981                 allocbuf(bp, size);
3982
3983                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
3984                     ("getblk: no buffer offset"));
3985
3986                 /*
3987                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
3988                  * be committed before we can return the buffer in
3989                  * order to prevent the caller from issuing a read
3990                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
3991                  * it.
3992                  *
3993                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
3994                  * operate properly either because they assume they
3995                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
3996                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
3997                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
3998                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
3999                  * preventing further loops.
4000                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4001                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4002                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4003                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4004                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4005                  * after the write.
4006                  *
4007                  * We might be able to do something fancy, like setting
4008                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4009                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4010                  * confusing.  This is much easier.
4011                  */
4012
4013                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4014                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4015                         bwrite(bp);
4016                         goto loop;
4017                 }
4018                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4019         } else {
4020                 /*
4021                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4022                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4023                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4024                  */
4025                 BO_RUNLOCK(bo);
4026                 /*
4027                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4028                  * here.
4029                  */
4030                 if (flags & GB_NOCREAT)
4031                         return (EEXIST);
4032                 if (bdomain[bo->bo_domain].bd_freebuffers == 0 &&
4033                     TD_IS_IDLETHREAD(curthread))
4034                         return (EBUSY);
4035
4036                 bsize = vn_isdisk(vp, NULL) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4037                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4038                 offset = blkno * bsize;
4039                 vmio = vp->v_object != NULL;
4040                 if (vmio) {
4041                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4042                 } else {
4043                         maxsize = size;
4044                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4045                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4046                 }
4047                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4048                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4049                     !vn_isdisk(vp, NULL)) {
4050                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4051                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4052                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4053                             vp));
4054                         if (error != 0)
4055                                 return (error);
4056                         if (d_blkno == -1)
4057                                 return (EJUSTRETURN);
4058                 }
4059
4060                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4061                 if (bp == NULL) {
4062                         if (slpflag || slptimeo)
4063                                 return (ETIMEDOUT);
4064                         /*
4065                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4066                          * enough to work under very low memory conditions.
4067                          *
4068                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4069                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4070                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4071                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4072                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4073                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4074                          * This never happens because we never yield.
4075                          *
4076                          * The real solution is to identify and fix these cases
4077                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4078                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4079                          */
4080                         kern_yield(PRI_USER);
4081                         goto loop;
4082                 }
4083
4084                 /*
4085                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4086                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4087                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4088                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4089                  * throw away the one we just created.
4090                  *
4091                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4092                  * with the vp especially considering limitations in
4093                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4094                  * lblkno's.
4095                  */
4096                 BO_LOCK(bo);
4097                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4098                         BO_UNLOCK(bo);
4099                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4100                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4101                         brelse(bp);
4102                         goto loop;
4103                 }
4104
4105                 /*
4106                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4107                  * be found by incore.
4108                  */
4109                 bp->b_lblkno = blkno;
4110                 bp->b_blkno = d_blkno;
4111                 bp->b_offset = offset;
4112                 bgetvp(vp, bp);
4113                 BO_UNLOCK(bo);
4114
4115                 /*
4116                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4117                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4118                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4119                  * backing store for validity.
4120                  */
4121
4122                 if (vmio) {
4123                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4124                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4125                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4126                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4127                 } else {
4128                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4129                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4130                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4131                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4132                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4133                 }
4134
4135                 allocbuf(bp, size);
4136                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4137                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4138         }
4139         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4140         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4141 end:
4142         buf_track(bp, __func__);
4143         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4144             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4145         *bpp = bp;
4146         return (0);
4147 }
4148
4149 /*
4150  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4151  * set to B_INVAL.
4152  */
4153 struct buf *
4154 geteblk(int size, int flags)
4155 {
4156         struct buf *bp;
4157         int maxsize;
4158
4159         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4160         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4161                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4162                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4163                         return (NULL);
4164         }
4165         allocbuf(bp, size);
4166         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4167         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4168         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4169         return (bp);
4170 }
4171
4172 /*
4173  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4174  */
4175 static void
4176 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4177 {
4178
4179         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4180                 /*
4181                  * malloced buffers are not shrunk
4182                  */
4183                 if (newbsize == 0) {
4184                         bufmallocadjust(bp, 0);
4185                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4186                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4187                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4188                 }
4189                 return;
4190         }
4191         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4192         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4193 }
4194
4195 /*
4196  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4197  */
4198 static void
4199 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4200 {
4201         caddr_t origbuf;
4202         int origbufsize;
4203
4204         /*
4205          * We only use malloced memory on the first allocation.
4206          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4207          * grows.
4208          *
4209          * There is a potential smp race here that could lead
4210          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4211          * is probably extremely rare and not worth worrying
4212          * over.
4213          */
4214         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4215             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4216                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4217                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4218                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4219                 return;
4220         }
4221
4222         /*
4223          * If the buffer is growing on its other-than-first
4224          * allocation then we revert to the page-allocation
4225          * scheme.
4226          */
4227         origbuf = NULL;
4228         origbufsize = 0;
4229         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4230                 origbuf = bp->b_data;
4231                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4232                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4233                 bufmallocadjust(bp, 0);
4234                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4235                 newbsize = round_page(newbsize);
4236         }
4237         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4238             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4239         if (origbuf != NULL) {
4240                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4241                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4242         }
4243         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4244 }
4245
4246 /*
4247  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4248  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4249  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4250  * resize a buffer up or down.
4251  *
4252  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4253  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4254  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4255  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4256  *
4257  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4258  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4259  */
4260 int
4261 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4262 {
4263         int newbsize;
4264
4265         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4266
4267         if (bp->b_bcount == size)
4268                 return (1);
4269
4270         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4271                 panic("allocbuf: buffer too small");
4272
4273         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4274         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4275                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4276                         newbsize = round_page(newbsize);
4277                 /*
4278                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4279                  * mess with B_CACHE.
4280                  */
4281                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4282                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4283                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4284                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4285         } else {
4286                 int desiredpages;
4287
4288                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4289                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4290
4291                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4292                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4293                 /*
4294                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4295                  * 0-length.
4296                  */
4297                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4298                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4299
4300                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4301                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4302                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4303                 else if (size > bp->b_bcount)
4304                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4305                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4306         }
4307         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4308         return (1);
4309 }
4310
4311 extern int inflight_transient_maps;
4312
4313 void
4314 biodone(struct bio *bp)
4315 {
4316         struct mtx *mtxp;
4317         void (*done)(struct bio *);
4318         vm_offset_t start, end;
4319
4320         biotrack(bp, __func__);
4321         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4322                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4323                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4324                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4325                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4326                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4327                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4328                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4329                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4330         }
4331         done = bp->bio_done;
4332         if (done == NULL) {
4333                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4334                 mtx_lock(mtxp);
4335                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4336                 wakeup(bp);
4337                 mtx_unlock(mtxp);
4338         } else
4339                 done(bp);
4340 }
4341
4342 /*
4343  * Wait for a BIO to finish.
4344  */
4345 int
4346 biowait(struct bio *bp, const char *wchan)
4347 {
4348         struct mtx *mtxp;
4349
4350         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4351         mtx_lock(mtxp);
4352         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4353                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wchan, 0);
4354         mtx_unlock(mtxp);
4355         if (bp->bio_error != 0)
4356                 return (bp->bio_error);
4357         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4358                 return (0);
4359         return (EIO);
4360 }
4361
4362 void
4363 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4364 {
4365         
4366         if (error) {
4367                 bp->bio_error = error;
4368                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4369         }
4370         if (stat != NULL)
4371                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4372         biodone(bp);
4373 }
4374
4375 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4376 void
4377 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4378 {
4379
4380         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4381 }
4382 #endif
4383
4384 /*
4385  *      bufwait:
4386  *
4387  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4388  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4389  *      error and cleared.
4390  */
4391 int
4392 bufwait(struct buf *bp)
4393 {
4394         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4395                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4396         else
4397                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4398         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4399                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4400                 return (EINTR);
4401         }
4402         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4403                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4404         } else {
4405                 return (0);
4406         }
4407 }
4408
4409 /*
4410  *      bufdone:
4411  *
4412  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4413  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4414  *      not allowed.
4415  *
4416  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4417  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4418  *      assuming B_INVAL is clear.
4419  *
4420  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4421  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4422  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4423  *
4424  *      biodone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4425  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4426  *      in the biodone routine.
4427  */
4428 void
4429 bufdone(struct buf *bp)
4430 {
4431         struct bufobj *dropobj;
4432         void    (*biodone)(struct buf *);
4433
4434         buf_track(bp, __func__);
4435         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4436         dropobj = NULL;
4437
4438         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4439         BUF_ASSERT_HELD(bp);
4440
4441         runningbufwakeup(bp);
4442         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4443                 dropobj = bp->b_bufobj;
4444         /* call optional completion function if requested */
4445         if (bp->b_iodone != NULL) {
4446                 biodone = bp->b_iodone;
4447                 bp->b_iodone = NULL;
4448                 (*biodone) (bp);
4449                 if (dropobj)
4450                         bufobj_wdrop(dropobj);
4451                 return;
4452         }
4453         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4454                 /*
4455                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4456                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4457                  * routines.
4458                  */
4459                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4460                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4461                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4462                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4463                 vfs_vmio_iodone(bp);
4464         }
4465         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4466                 buf_complete(bp);
4467         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4468                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4469                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4470                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4471                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4472         }
4473         /*
4474          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4475          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4476          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4477          */
4478         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4479                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4480                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4481                         brelse(bp);
4482                 else
4483                         bqrelse(bp);
4484         } else
4485                 bdone(bp);
4486         if (dropobj)
4487                 bufobj_wdrop(dropobj);
4488 }
4489
4490 /*
4491  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4492  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4493  * consistent.
4494  */
4495 void
4496 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4497 {
4498         int i;
4499         vm_object_t obj;
4500         vm_page_t m;
4501
4502         runningbufwakeup(bp);
4503         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4504                 return;
4505
4506         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4507         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4508         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4509                 m = bp->b_pages[i];
4510                 if (m == bogus_page) {
4511                         m = vm_page_lookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4512                         if (!m)
4513                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4514                         bp->b_pages[i] = m;
4515                         if (buf_mapped(bp)) {
4516                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4517                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4518                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4519                         } else
4520                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4521                 }
4522                 vm_page_sunbusy(m);
4523         }
4524         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4525         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4526 }
4527
4528 /*
4529  * vfs_page_set_valid:
4530  *
4531  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4532  *      range is restricted to the buffer's size.
4533  *
4534  *      This routine is typically called after a read completes.
4535  */
4536 static void
4537 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4538 {
4539         vm_ooffset_t eoff;
4540
4541         /*
4542          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4543          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4544          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4545          * allocation size of the buffer.
4546          */
4547         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4548         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4549                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4550
4551         /*
4552          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4553          * entire page.
4554          */
4555         if (eoff > off)
4556                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4557 }
4558
4559 /*
4560  * vfs_page_set_validclean:
4561  *
4562  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4563  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4564  */
4565 static void
4566 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4567 {
4568         vm_ooffset_t soff, eoff;
4569
4570         /*
4571          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4572          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4573          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4574          * of the buffer.
4575          */
4576         soff = off;
4577         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4578         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4579                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4580
4581         /*
4582          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4583          * entire page.
4584          */
4585         if (eoff > soff) {
4586                 vm_page_set_validclean(
4587                     m,
4588                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4589                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4590                 );
4591         }
4592 }
4593
4594 /*
4595  * Ensure that all buffer pages are not exclusive busied.  If any page is
4596  * exclusive busy, drain it.
4597  */
4598 void
4599 vfs_drain_busy_pages(struct buf *bp)
4600 {
4601         vm_page_t m;
4602         int i, last_busied;
4603
4604         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_bufobj->bo_object);
4605         last_busied = 0;
4606         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4607                 m = bp->b_pages[i];
4608                 if (vm_page_xbusied(m)) {
4609                         for (; last_busied < i; last_busied++)
4610                                 vm_page_sbusy(bp->b_pages[last_busied]);
4611                         while (vm_page_xbusied(m)) {
4612                                 vm_page_lock(m);
4613                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4614                                 vm_page_busy_sleep(m, "vbpage", true);
4615                                 VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4616                         }
4617                 }
4618         }
4619         for (i = 0; i < last_busied; i++)
4620                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4621 }
4622
4623 /*
4624  * This routine is called before a device strategy routine.
4625  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4626  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4627  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4628  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4629  * inconsistent.
4630  *
4631  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4632  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4633  * and should be ignored.
4634  */
4635 void
4636 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4637 {
4638         vm_object_t obj;
4639         vm_ooffset_t foff;
4640         vm_page_t m;
4641         int i;
4642         bool bogus;
4643
4644         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4645                 return;
4646
4647         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4648         foff = bp->b_offset;
4649         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4650             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4651         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
4652         vfs_drain_busy_pages(bp);
4653         if (bp->b_bufsize != 0)
4654                 vfs_setdirty_locked_object(bp);
4655         bogus = false;
4656         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4657                 m = bp->b_pages[i];
4658
4659                 if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4660                         vm_object_pip_add(obj, 1);
4661                         vm_page_sbusy(m);
4662                 }
4663                 /*
4664                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4665                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4666                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4667                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4668                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4669                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4670                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4671                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4672                  * first place ).  The replacement prevents the read
4673                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4674                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4675                  * It may not work properly with small-block devices.
4676                  * We need to find a better way.
4677                  */
4678                 if (clear_modify) {
4679                         pmap_remove_write(m);
4680                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4681                 } else if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4682                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4683                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4684                         bogus = true;
4685                 }
4686                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4687         }
4688         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
4689         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4690                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4691                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4692                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4693         }
4694 }
4695
4696 /*
4697  *      vfs_bio_set_valid:
4698  *
4699  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4700  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4701  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4702  *      page.
4703  */
4704 void   
4705 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4706 {
4707         int i, n;
4708         vm_page_t m;
4709
4710         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4711                 return;
4712
4713         /*
4714          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4715          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4716          * first page that can be validated.
4717          */
4718         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4719         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4720
4721         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4722         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4723                 m = bp->b_pages[i];
4724                 if (n > size)
4725                         n = size;
4726                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4727                 base += n;
4728                 size -= n;
4729                 n = PAGE_SIZE;
4730         }
4731         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4732 }
4733
4734 /*
4735  *      vfs_bio_clrbuf:
4736  *
4737  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4738  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4739  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4740  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4741  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4742  *
4743  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4744  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4745  */
4746 void
4747 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4748 {
4749         int i, j, mask, sa, ea, slide;
4750
4751         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4752                 clrbuf(bp);
4753                 return;
4754         }
4755         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4756         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4757         VM_OBJECT_WLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4758         if ((bp->b_npages == 1) && (bp->b_bufsize < PAGE_SIZE) &&
4759             (bp->b_offset & PAGE_MASK) == 0) {
4760                 if (bp->b_pages[0] == bogus_page)
4761                         goto unlock;
4762                 mask = (1 << (bp->b_bufsize / DEV_BSIZE)) - 1;
4763                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[0]->object);
4764                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == mask)
4765                         goto unlock;
4766                 if ((bp->b_pages[0]->valid & mask) == 0) {
4767                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[0], 0, bp->b_bufsize);
4768                         bp->b_pages[0]->valid |= mask;
4769                         goto unlock;
4770                 }
4771         }
4772         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4773         slide = 0;
4774         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4775                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4776                 ea = slide & PAGE_MASK;
4777                 if (ea == 0)
4778                         ea = PAGE_SIZE;
4779                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4780                         continue;
4781                 j = sa / DEV_BSIZE;
4782                 mask = ((1 << ((ea - sa) / DEV_BSIZE)) - 1) << j;
4783                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(bp->b_pages[i]->object);
4784                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4785                         continue;
4786                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4787                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4788                 else {
4789                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4790                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4791                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4792                                             sa, DEV_BSIZE);
4793                                 }
4794                         }
4795                 }
4796                 bp->b_pages[i]->valid |= mask;
4797         }
4798 unlock:
4799         VM_OBJECT_WUNLOCK(bp->b_bufobj->bo_object);
4800         bp->b_resid = 0;
4801 }
4802
4803 void
4804 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4805 {
4806         vm_page_t m;
4807         int i, n;
4808
4809         if (buf_mapped(bp)) {
4810                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4811                 bzero(bp->b_data + base, size);
4812         } else {
4813                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4814                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4815                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4816                         m = bp->b_pages[i];
4817                         if (n > size)
4818                                 n = size;
4819                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4820                         base += n;
4821                         size -= n;
4822                         n = PAGE_SIZE;
4823                 }
4824         }
4825 }
4826
4827 /*
4828  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4829  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4830  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4831  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4832  */
4833 static void
4834 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4835 {
4836
4837         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4838             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4839
4840         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4841                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4842         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4843                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4844                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4845                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4846                 if (release)
4847                         brelse(bp);
4848         } else if (release)
4849                 bqrelse(bp);
4850 }
4851
4852 void
4853 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4854 {
4855
4856         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4857 }
4858
4859 void
4860 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4861 {
4862
4863         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4864 }
4865
4866 /*
4867  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4868  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4869  * not associated with a file object.
4870  */
4871 static void
4872 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4873 {
4874         vm_offset_t pg;
4875         vm_page_t p;
4876         int index;
4877
4878         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4879
4880         to = round_page(to);
4881         from = round_page(from);
4882         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4883
4884         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4885                 /*
4886                  * note: must allocate system pages since blocking here
4887                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4888                  * process we are.
4889                  */
4890                 p = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_NOOBJ |
4891                     VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) |
4892                     VM_ALLOC_WAITOK);
4893                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4894                 bp->b_pages[index] = p;
4895         }
4896         bp->b_npages = index;
4897 }
4898
4899 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4900 static void
4901 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
4902 {
4903         vm_offset_t from;
4904         vm_page_t p;
4905         int index, newnpages;
4906
4907         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4908
4909         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
4910         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4911         if (bp->b_npages > newnpages)
4912                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
4913         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
4914                 p = bp->b_pages[index];
4915                 bp->b_pages[index] = NULL;
4916                 p->wire_count--;
4917                 vm_page_free(p);
4918         }
4919         vm_wire_sub(bp->b_npages - newnpages);
4920         bp->b_npages = newnpages;
4921 }
4922
4923 /*
4924  * Map an IO request into kernel virtual address space.
4925  *
4926  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
4927  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
4928  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
4929  *
4930  * Note that even if the caller determines that the address space should
4931  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
4932  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
4933  * check the return value.
4934  *
4935  * This function only works with pager buffers.
4936  */
4937 int
4938 vmapbuf(struct buf *bp, int mapbuf)
4939 {
4940         vm_prot_t prot;
4941         int pidx;
4942
4943         if (bp->b_bufsize < 0)
4944                 return (-1);
4945         prot = VM_PROT_READ;
4946         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4947                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
4948         if ((pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
4949             (vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_bufsize, prot, bp->b_pages,
4950             btoc(MAXPHYS))) < 0)
4951                 return (-1);
4952         bp->b_npages = pidx;
4953         bp->b_offset = ((vm_offset_t)bp->b_data) & PAGE_MASK;
4954         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
4955                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
4956                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
4957         } else
4958                 bp->b_data = unmapped_buf;
4959         return(0);
4960 }
4961
4962 /*
4963  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
4964  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
4965  *
4966  * This function only works with pager buffers.
4967  */
4968 void
4969 vunmapbuf(struct buf *bp)
4970 {
4971         int npages;
4972
4973         npages = bp->b_npages;
4974         if (buf_mapped(bp))
4975                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
4976         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
4977
4978         bp->b_data = unmapped_buf;
4979 }
4980
4981 void
4982 bdone(struct buf *bp)
4983 {
4984         struct mtx *mtxp;
4985
4986         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4987         mtx_lock(mtxp);
4988         bp->b_flags |= B_DONE;
4989         wakeup(bp);
4990         mtx_unlock(mtxp);
4991 }
4992
4993 void
4994 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
4995 {
4996         struct mtx *mtxp;
4997
4998         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4999         mtx_lock(mtxp);
5000         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5001                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5002         mtx_unlock(mtxp);
5003 }
5004
5005 int
5006 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5007 {
5008
5009         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5010 }
5011
5012 void
5013 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5014 {
5015         int i __unused;
5016         struct vnode *vp;
5017
5018         vp = bp->b_vp;
5019         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5020         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5021             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5022         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5023         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5024 }
5025
5026 /*
5027  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5028  */
5029 void
5030 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5031 {
5032         static volatile int bufobj_cleanq;
5033
5034         bo->bo_domain =
5035             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5036         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5037         bo->bo_private = private;
5038         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5039         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5040 }
5041
5042 void
5043 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5044 {
5045
5046         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5047         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5048         bo->bo_numoutput++;
5049 }
5050
5051 void
5052 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5053 {
5054
5055         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5056         BO_LOCK(bo);
5057         bo->bo_numoutput++;
5058         BO_UNLOCK(bo);
5059 }
5060
5061 void
5062 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5063 {
5064
5065         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5066         BO_LOCK(bo);
5067         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5068         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5069                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5070                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5071         }
5072         BO_UNLOCK(bo);
5073 }
5074
5075 int
5076 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5077 {
5078         int error;
5079
5080         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5081         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5082         error = 0;
5083         while (bo->bo_numoutput) {
5084                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5085                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5086                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5087                 if (error)
5088                         break;
5089         }
5090         return (error);
5091 }
5092
5093 /*
5094  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5095  */
5096 void
5097 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5098 {
5099
5100         if (!buf_mapped(bp)) {
5101                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5102                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5103                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5104                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5105                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5106                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5107                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5108                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5109                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5110                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5111         } else {
5112                 bip->bio_data = bp->b_data;
5113                 bip->bio_ma = NULL;
5114         }
5115 }
5116
5117 /*
5118  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5119  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5120  * to data corruption.
5121  *
5122  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5123  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5124  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5125  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5126  *
5127  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5128  * earlier chips, it should be flipped back off.
5129  */
5130 #ifdef  __mips__
5131 static int buf_pager_relbuf = 1;
5132 #else
5133 static int buf_pager_relbuf = 0;
5134 #endif
5135 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5136     &buf_pager_relbuf, 0,
5137     "Make buffer pager release buffers after reading");
5138
5139 /*
5140  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5141  *
5142  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5143  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5144  * device block size is greater than the machine page size.  The
5145  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5146  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5147  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5148  * pages.
5149  *
5150  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5151  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5152  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5153  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5154  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5155  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5156  */
5157 int
5158 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5159     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5160     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5161 {
5162         vm_page_t m;
5163         vm_object_t object;
5164         struct buf *bp;
5165         struct mount *mp;
5166         daddr_t lbn, lbnp;
5167         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5168         long bsize;
5169         int bo_bs, br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5170         bool redo, lpart;
5171
5172         object = vp->v_object;
5173         mp = vp->v_mount;
5174         error = 0;
5175         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5176         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5177                 return (VM_PAGER_BAD);
5178
5179         /*
5180          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5181          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5182          * and the start of the potential read-ahead region.
5183          */
5184         la += PAGE_SIZE;
5185         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5186         bo_bs = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)));
5187
5188         /*
5189          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5190          */
5191         pgsin = count;
5192         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5193         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5194         pgsin += pgsin_b;
5195         if (rbehind != NULL)
5196                 *rbehind = pgsin_b;
5197         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5198         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5199                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5200                     PAGE_SIZE) - la);
5201         pgsin += pgsin_a;
5202         if (rahead != NULL)
5203                 *rahead = pgsin_a;
5204         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5205         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5206
5207         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5208             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5209         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5210 again:
5211         for (i = 0; i < count; i++)
5212                 vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5213         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5214
5215         lbnp = -1;
5216         for (i = 0; i < count; i++) {
5217                 m = ma[i];
5218
5219                 /*
5220                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5221                  * owned, which together allow for the pages'
5222                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5223                  * useless creation of the buffer for the most typical
5224                  * case when invalidation is not used in redo or for
5225                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5226                  * the end of the function catches the race in a
5227                  * reliable way (protected by the object lock).
5228                  */
5229                 if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
5230                         continue;
5231
5232                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5233                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5234                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5235                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5236                         if (lbn == lbnp)
5237                                 goto next_page;
5238                         lbnp = lbn;
5239
5240                         bsize = get_blksize(vp, lbn);
5241                         error = bread_gb(vp, lbn, bsize, curthread->td_ucred,
5242                             br_flags, &bp);
5243                         if (error != 0)
5244                                 goto end_pages;
5245                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5246                                 /*
5247                                  * Invalidation clears m->valid, but
5248                                  * may leave B_CACHE flag if the
5249                                  * buffer existed at the invalidation
5250                                  * time.  In this case, recycle the
5251                                  * buffer to do real read on next
5252                                  * bread() after redo.
5253                                  *
5254                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5255                                  * necessary, enable to reduce buf
5256                                  * cache pressure.
5257                                  */
5258                                 if (buf_pager_relbuf ||
5259                                     m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5260                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5261
5262                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5263                                 brelse(bp);
5264                         } else {
5265                                 bqrelse(bp);
5266                         }
5267                 }
5268                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5269                     m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL || i == count - 1,
5270                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5271                 if (i == count - 1 && lpart) {
5272                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5273                         if (m->valid != 0 &&
5274                             m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5275                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5276                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5277                 }
5278 next_page:;
5279         }
5280 end_pages:
5281
5282         VM_OBJECT_WLOCK(object);
5283         redo = false;
5284         for (i = 0; i < count; i++) {
5285                 vm_page_sunbusy(ma[i]);
5286                 ma[i] = vm_page_grab(object, ma[i]->pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
5287
5288                 /*
5289                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5290                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5291                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5292                  * relinguish, they could have been invalidated.
5293                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5294                  *
5295                  * Note that the last page is made fully valid in the
5296                  * read loop, and partial validity for the page at
5297                  * index count - 1 could mean that the page was
5298                  * invalidated or removed, so we must restart for
5299                  * safety as well.
5300                  */
5301                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
5302                         redo = true;
5303         }
5304         if (redo && error == 0)
5305                 goto again;
5306         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
5307         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5308 }
5309
5310 #include "opt_ddb.h"
5311 #ifdef DDB
5312 #include <ddb/ddb.h>
5313
5314 /* DDB command to show buffer data */
5315 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5316 {
5317         /* get args */
5318         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5319 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5320         uint32_t i, j;
5321 #endif
5322
5323         if (!have_addr) {
5324                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5325                 return;
5326         }
5327
5328         db_printf("buf at %p\n", bp);
5329         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b, b_vflags=0x%b\n",
5330             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS, (u_int)bp->b_xflags,
5331             PRINT_BUF_XFLAGS, (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS);
5332         db_printf(
5333             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5334             "b_bufobj = (%p), b_data = %p, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5335             "b_dep = %p\n",
5336             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5337             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5338             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_dep.lh_first);
5339         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5340             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5341         if (bp->b_npages) {
5342                 int i;
5343                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5344                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5345                         vm_page_t m;
5346                         m = bp->b_pages[i];
5347                         if (m != NULL)
5348                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5349                                     (u_long)m->pindex,
5350                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5351                         else
5352                                 db_printf("( ??? )");
5353                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5354                                 db_printf(",");
5355                 }
5356                 db_printf("\n");
5357         }
5358         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5359 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5360         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5361
5362         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5363         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5364                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5365                         continue;
5366                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5367                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5368         }
5369 #elif defined(BUF_TRACKING)
5370         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5371 #endif
5372         db_printf(" ");
5373 }
5374
5375 DB_SHOW_COMMAND(bufqueues, bufqueues)
5376 {
5377         struct bufdomain *bd;
5378         struct buf *bp;
5379         long total;
5380         int i, j, cnt;
5381
5382         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5383
5384         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5385                 bd = &bdomain[i];
5386                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5387                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5388                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5389                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5390                 db_printf("\n");
5391                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5392                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5393                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5394                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5395                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5396                 db_printf("\n");
5397                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5398                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5399                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5400                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5401                 db_printf("\n");
5402                 total = 0;
5403                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5404                         total += bp->b_bufsize;
5405                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5406                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5407                 total = 0;
5408                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5409                         total += bp->b_bufsize;
5410                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5411                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5412                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5413                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5414                 db_printf("\tCPU ");
5415                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5416                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5417                 db_printf("\n");
5418                 cnt = 0;
5419                 total = 0;
5420                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5421                         if (buf[j].b_domain == i && BUF_ISLOCKED(&buf[j])) {
5422                                 cnt++;
5423                                 total += buf[j].b_bufsize;
5424                         }
5425                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5426                 cnt = 0;
5427                 total = 0;
5428                 for (j = 0; j < nbuf; j++)
5429                         if (buf[j].b_domain == i) {
5430                                 cnt++;
5431                                 total += buf[j].b_bufsize;
5432                         }
5433                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5434         }
5435 }
5436
5437 DB_SHOW_COMMAND(lockedbufs, lockedbufs)
5438 {
5439         struct buf *bp;
5440         int i;
5441
5442         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5443                 bp = &buf[i];
5444                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5445                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5446                         db_printf("\n");
5447                         if (db_pager_quit)
5448                                 break;
5449                 }
5450         }
5451 }
5452
5453 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5454 {
5455         struct vnode *vp;
5456         struct buf *bp;
5457
5458         if (!have_addr) {
5459                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5460                 return;
5461         }
5462         vp = (struct vnode *)addr;
5463         db_printf("Clean buffers:\n");
5464         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5465                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5466                 db_printf("\n");
5467         }
5468         db_printf("Dirty buffers:\n");
5469         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5470                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5471                 db_printf("\n");
5472         }
5473 }
5474
5475 DB_COMMAND(countfreebufs, db_coundfreebufs)
5476 {
5477         struct buf *bp;
5478         int i, used = 0, nfree = 0;
5479
5480         if (have_addr) {
5481                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5482                 return;
5483         }
5484
5485         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5486                 bp = &buf[i];
5487                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5488                         nfree++;
5489                 else
5490                         used++;
5491         }
5492
5493         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5494             nfree + used);
5495         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5496 }
5497 #endif /* DDB */