atomic: Intercept atomic_(load|store)_bool for kernel sanitizers
[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/asan.h>
53 #include <sys/bio.h>
54 #include <sys/bitset.h>
55 #include <sys/boottrace.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/conf.h>
58 #include <sys/counter.h>
59 #include <sys/devicestat.h>
60 #include <sys/eventhandler.h>
61 #include <sys/fail.h>
62 #include <sys/ktr.h>
63 #include <sys/limits.h>
64 #include <sys/lock.h>
65 #include <sys/malloc.h>
66 #include <sys/mount.h>
67 #include <sys/mutex.h>
68 #include <sys/kernel.h>
69 #include <sys/kthread.h>
70 #include <sys/proc.h>
71 #include <sys/racct.h>
72 #include <sys/refcount.h>
73 #include <sys/resourcevar.h>
74 #include <sys/rwlock.h>
75 #include <sys/smp.h>
76 #include <sys/sysctl.h>
77 #include <sys/syscallsubr.h>
78 #include <sys/vmem.h>
79 #include <sys/vmmeter.h>
80 #include <sys/vnode.h>
81 #include <sys/watchdog.h>
82 #include <geom/geom.h>
83 #include <vm/vm.h>
84 #include <vm/vm_param.h>
85 #include <vm/vm_kern.h>
86 #include <vm/vm_object.h>
87 #include <vm/vm_page.h>
88 #include <vm/vm_pageout.h>
89 #include <vm/vm_pager.h>
90 #include <vm/vm_extern.h>
91 #include <vm/vm_map.h>
92 #include <vm/swap_pager.h>
93
94 static MALLOC_DEFINE(M_BIOBUF, "biobuf", "BIO buffer");
95
96 struct  bio_ops bioops;         /* I/O operation notification */
97
98 struct  buf_ops buf_ops_bio = {
99         .bop_name       =       "buf_ops_bio",
100         .bop_write      =       bufwrite,
101         .bop_strategy   =       bufstrategy,
102         .bop_sync       =       bufsync,
103         .bop_bdflush    =       bufbdflush,
104 };
105
106 struct bufqueue {
107         struct mtx_padalign     bq_lock;
108         TAILQ_HEAD(, buf)       bq_queue;
109         uint8_t                 bq_index;
110         uint16_t                bq_subqueue;
111         int                     bq_len;
112 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
113
114 #define BQ_LOCKPTR(bq)          (&(bq)->bq_lock)
115 #define BQ_LOCK(bq)             mtx_lock(BQ_LOCKPTR((bq)))
116 #define BQ_UNLOCK(bq)           mtx_unlock(BQ_LOCKPTR((bq)))
117 #define BQ_ASSERT_LOCKED(bq)    mtx_assert(BQ_LOCKPTR((bq)), MA_OWNED)
118
119 struct bufdomain {
120         struct bufqueue bd_subq[MAXCPU + 1]; /* Per-cpu sub queues + global */
121         struct bufqueue bd_dirtyq;
122         struct bufqueue *bd_cleanq;
123         struct mtx_padalign bd_run_lock;
124         /* Constants */
125         long            bd_maxbufspace;
126         long            bd_hibufspace;
127         long            bd_lobufspace;
128         long            bd_bufspacethresh;
129         int             bd_hifreebuffers;
130         int             bd_lofreebuffers;
131         int             bd_hidirtybuffers;
132         int             bd_lodirtybuffers;
133         int             bd_dirtybufthresh;
134         int             bd_lim;
135         /* atomics */
136         int             bd_wanted;
137         bool            bd_shutdown;
138         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_numdirtybuffers;
139         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_running;
140         long __aligned(CACHE_LINE_SIZE) bd_bufspace;
141         int __aligned(CACHE_LINE_SIZE)  bd_freebuffers;
142 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
143
144 #define BD_LOCKPTR(bd)          (&(bd)->bd_cleanq->bq_lock)
145 #define BD_LOCK(bd)             mtx_lock(BD_LOCKPTR((bd)))
146 #define BD_UNLOCK(bd)           mtx_unlock(BD_LOCKPTR((bd)))
147 #define BD_ASSERT_LOCKED(bd)    mtx_assert(BD_LOCKPTR((bd)), MA_OWNED)
148 #define BD_RUN_LOCKPTR(bd)      (&(bd)->bd_run_lock)
149 #define BD_RUN_LOCK(bd)         mtx_lock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
150 #define BD_RUN_UNLOCK(bd)       mtx_unlock(BD_RUN_LOCKPTR((bd)))
151 #define BD_DOMAIN(bd)           (bd - bdomain)
152
153 static char *buf;               /* buffer header pool */
154 static struct buf *
155 nbufp(unsigned i)
156 {
157         return ((struct buf *)(buf + (sizeof(struct buf) +
158             sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf)) * i));
159 }
160
161 caddr_t __read_mostly unmapped_buf;
162
163 /* Used below and for softdep flushing threads in ufs/ffs/ffs_softdep.c */
164 struct proc *bufdaemonproc;
165
166 static void vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize);
167 static void vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from,
168                 vm_offset_t to);
169 static void vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m);
170 static void vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off,
171                 vm_page_t m);
172 static void vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp);
173 static void vfs_setdirty_range(struct buf *bp);
174 static void vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp);
175 static void vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int npages);
176 static void vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int npages, int size);
177 static int vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size,
178                 daddr_t lblkno, daddr_t blkno);
179 static void breada(struct vnode *, daddr_t *, int *, int, struct ucred *, int,
180                 void (*)(struct buf *));
181 static int buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *, int);
182 static int flushbufqueues(struct vnode *, struct bufdomain *, int, int);
183 static void buf_daemon(void);
184 static __inline void bd_wakeup(void);
185 static int sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
186 static void bufkva_reclaim(vmem_t *, int);
187 static void bufkva_free(struct buf *);
188 static int buf_import(void *, void **, int, int, int);
189 static void buf_release(void *, void **, int);
190 static void maxbcachebuf_adjust(void);
191 static inline struct bufdomain *bufdomain(struct buf *);
192 static void bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp);
193 static void bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock);
194 static int buf_recycle(struct bufdomain *, bool kva);
195 static void bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int cpu,
196             const char *lockname);
197 static void bd_init(struct bufdomain *bd);
198 static int bd_flushall(struct bufdomain *bd);
199 static int sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
200 static int sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
201
202 static int sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
203 int vmiodirenable = TRUE;
204 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, vmiodirenable, CTLFLAG_RW, &vmiodirenable, 0,
205     "Use the VM system for directory writes");
206 long runningbufspace;
207 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, runningbufspace, CTLFLAG_RD, &runningbufspace, 0,
208     "Amount of presently outstanding async buffer io");
209 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspace, CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD,
210     NULL, 0, sysctl_bufspace, "L", "Physical memory used for buffers");
211 static counter_u64_t bufkvaspace;
212 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufkvaspace, CTLFLAG_RD, &bufkvaspace,
213     "Kernel virtual memory used for buffers");
214 static long maxbufspace;
215 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, maxbufspace,
216     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &maxbufspace,
217     __offsetof(struct bufdomain, bd_maxbufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
218     "Maximum allowed value of bufspace (including metadata)");
219 static long bufmallocspace;
220 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, bufmallocspace, CTLFLAG_RD, &bufmallocspace, 0,
221     "Amount of malloced memory for buffers");
222 static long maxbufmallocspace;
223 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, maxmallocbufspace, CTLFLAG_RW, &maxbufmallocspace,
224     0, "Maximum amount of malloced memory for buffers");
225 static long lobufspace;
226 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lobufspace,
227     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lobufspace,
228     __offsetof(struct bufdomain, bd_lobufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
229     "Minimum amount of buffers we want to have");
230 long hibufspace;
231 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hibufspace,
232     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hibufspace,
233     __offsetof(struct bufdomain, bd_hibufspace), sysctl_bufdomain_long, "L",
234     "Maximum allowed value of bufspace (excluding metadata)");
235 long bufspacethresh;
236 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, bufspacethresh,
237     CTLTYPE_LONG|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &bufspacethresh,
238     __offsetof(struct bufdomain, bd_bufspacethresh), sysctl_bufdomain_long, "L",
239     "Bufspace consumed before waking the daemon to free some");
240 static counter_u64_t buffreekvacnt;
241 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, buffreekvacnt, CTLFLAG_RW, &buffreekvacnt,
242     "Number of times we have freed the KVA space from some buffer");
243 static counter_u64_t bufdefragcnt;
244 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, bufdefragcnt, CTLFLAG_RW, &bufdefragcnt,
245     "Number of times we have had to repeat buffer allocation to defragment");
246 static long lorunningspace;
247 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lorunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
248     CTLFLAG_RW, &lorunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
249     "Minimum preferred space used for in-progress I/O");
250 static long hirunningspace;
251 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hirunningspace, CTLTYPE_LONG | CTLFLAG_MPSAFE |
252     CTLFLAG_RW, &hirunningspace, 0, sysctl_runningspace, "L",
253     "Maximum amount of space to use for in-progress I/O");
254 int dirtybufferflushes;
255 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, dirtybufferflushes, CTLFLAG_RW, &dirtybufferflushes,
256     0, "Number of bdwrite to bawrite conversions to limit dirty buffers");
257 int bdwriteskip;
258 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, bdwriteskip, CTLFLAG_RW, &bdwriteskip,
259     0, "Number of buffers supplied to bdwrite with snapshot deadlock risk");
260 int altbufferflushes;
261 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, altbufferflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
262     &altbufferflushes, 0, "Number of fsync flushes to limit dirty buffers");
263 static int recursiveflushes;
264 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, recursiveflushes, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
265     &recursiveflushes, 0, "Number of flushes skipped due to being recursive");
266 static int sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
267 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, numdirtybuffers,
268     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RD, NULL, 0, sysctl_numdirtybuffers, "I",
269     "Number of buffers that are dirty (has unwritten changes) at the moment");
270 static int lodirtybuffers;
271 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lodirtybuffers,
272     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lodirtybuffers,
273     __offsetof(struct bufdomain, bd_lodirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
274     "How many buffers we want to have free before bufdaemon can sleep");
275 static int hidirtybuffers;
276 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hidirtybuffers,
277     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hidirtybuffers,
278     __offsetof(struct bufdomain, bd_hidirtybuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
279     "When the number of dirty buffers is considered severe");
280 int dirtybufthresh;
281 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, dirtybufthresh,
282     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &dirtybufthresh,
283     __offsetof(struct bufdomain, bd_dirtybufthresh), sysctl_bufdomain_int, "I",
284     "Number of bdwrite to bawrite conversions to clear dirty buffers");
285 static int numfreebuffers;
286 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, numfreebuffers, CTLFLAG_RD, &numfreebuffers, 0,
287     "Number of free buffers");
288 static int lofreebuffers;
289 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, lofreebuffers,
290     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &lofreebuffers,
291     __offsetof(struct bufdomain, bd_lofreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
292    "Target number of free buffers");
293 static int hifreebuffers;
294 SYSCTL_PROC(_vfs, OID_AUTO, hifreebuffers,
295     CTLTYPE_INT|CTLFLAG_MPSAFE|CTLFLAG_RW, &hifreebuffers,
296     __offsetof(struct bufdomain, bd_hifreebuffers), sysctl_bufdomain_int, "I",
297    "Threshold for clean buffer recycling");
298 static counter_u64_t getnewbufcalls;
299 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufcalls, CTLFLAG_RD,
300    &getnewbufcalls, "Number of calls to getnewbuf");
301 static counter_u64_t getnewbufrestarts;
302 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, getnewbufrestarts, CTLFLAG_RD,
303     &getnewbufrestarts,
304     "Number of times getnewbuf has had to restart a buffer acquisition");
305 static counter_u64_t mappingrestarts;
306 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, mappingrestarts, CTLFLAG_RD,
307     &mappingrestarts,
308     "Number of times getblk has had to restart a buffer mapping for "
309     "unmapped buffer");
310 static counter_u64_t numbufallocfails;
311 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, numbufallocfails, CTLFLAG_RW,
312     &numbufallocfails, "Number of times buffer allocations failed");
313 static int flushbufqtarget = 100;
314 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushbufqtarget, CTLFLAG_RW, &flushbufqtarget, 0,
315     "Amount of work to do in flushbufqueues when helping bufdaemon");
316 static counter_u64_t notbufdflushes;
317 SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs, OID_AUTO, notbufdflushes, CTLFLAG_RD, &notbufdflushes,
318     "Number of dirty buffer flushes done by the bufdaemon helpers");
319 static long barrierwrites;
320 SYSCTL_LONG(_vfs, OID_AUTO, barrierwrites, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
321     &barrierwrites, 0, "Number of barrier writes");
322 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, unmapped_buf_allowed, CTLFLAG_RD,
323     &unmapped_buf_allowed, 0,
324     "Permit the use of the unmapped i/o");
325 int maxbcachebuf = MAXBCACHEBUF;
326 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, maxbcachebuf, CTLFLAG_RDTUN, &maxbcachebuf, 0,
327     "Maximum size of a buffer cache block");
328
329 /*
330  * This lock synchronizes access to bd_request.
331  */
332 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdlock;
333
334 /*
335  * This lock protects the runningbufreq and synchronizes runningbufwakeup and
336  * waitrunningbufspace().
337  */
338 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line rbreqlock;
339
340 /*
341  * Lock that protects bdirtywait.
342  */
343 static struct mtx_padalign __exclusive_cache_line bdirtylock;
344
345 /*
346  * bufdaemon shutdown request and sleep channel.
347  */
348 static bool bd_shutdown;
349
350 /*
351  * Wakeup point for bufdaemon, as well as indicator of whether it is already
352  * active.  Set to 1 when the bufdaemon is already "on" the queue, 0 when it
353  * is idling.
354  */
355 static int bd_request;
356
357 /*
358  * Request for the buf daemon to write more buffers than is indicated by
359  * lodirtybuf.  This may be necessary to push out excess dependencies or
360  * defragment the address space where a simple count of the number of dirty
361  * buffers is insufficient to characterize the demand for flushing them.
362  */
363 static int bd_speedupreq;
364
365 /*
366  * Synchronization (sleep/wakeup) variable for active buffer space requests.
367  * Set when wait starts, cleared prior to wakeup().
368  * Used in runningbufwakeup() and waitrunningbufspace().
369  */
370 static int runningbufreq;
371
372 /*
373  * Synchronization for bwillwrite() waiters.
374  */
375 static int bdirtywait;
376
377 /*
378  * Definitions for the buffer free lists.
379  */
380 #define QUEUE_NONE      0       /* on no queue */
381 #define QUEUE_EMPTY     1       /* empty buffer headers */
382 #define QUEUE_DIRTY     2       /* B_DELWRI buffers */
383 #define QUEUE_CLEAN     3       /* non-B_DELWRI buffers */
384 #define QUEUE_SENTINEL  4       /* not an queue index, but mark for sentinel */
385
386 /* Maximum number of buffer domains. */
387 #define BUF_DOMAINS     8
388
389 struct bufdomainset bdlodirty;          /* Domains > lodirty */
390 struct bufdomainset bdhidirty;          /* Domains > hidirty */
391
392 /* Configured number of clean queues. */
393 static int __read_mostly buf_domains;
394
395 BITSET_DEFINE(bufdomainset, BUF_DOMAINS);
396 struct bufdomain __exclusive_cache_line bdomain[BUF_DOMAINS];
397 struct bufqueue __exclusive_cache_line bqempty;
398
399 /*
400  * per-cpu empty buffer cache.
401  */
402 uma_zone_t buf_zone;
403
404 static int
405 sysctl_runningspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
406 {
407         long value;
408         int error;
409
410         value = *(long *)arg1;
411         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
412         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
413                 return (error);
414         mtx_lock(&rbreqlock);
415         if (arg1 == &hirunningspace) {
416                 if (value < lorunningspace)
417                         error = EINVAL;
418                 else
419                         hirunningspace = value;
420         } else {
421                 KASSERT(arg1 == &lorunningspace,
422                     ("%s: unknown arg1", __func__));
423                 if (value > hirunningspace)
424                         error = EINVAL;
425                 else
426                         lorunningspace = value;
427         }
428         mtx_unlock(&rbreqlock);
429         return (error);
430 }
431
432 static int
433 sysctl_bufdomain_int(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
434 {
435         int error;
436         int value;
437         int i;
438
439         value = *(int *)arg1;
440         error = sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req);
441         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
442                 return (error);
443         *(int *)arg1 = value;
444         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
445                 *(int *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
446                     value / buf_domains;
447
448         return (error);
449 }
450
451 static int
452 sysctl_bufdomain_long(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
453 {
454         long value;
455         int error;
456         int i;
457
458         value = *(long *)arg1;
459         error = sysctl_handle_long(oidp, &value, 0, req);
460         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
461                 return (error);
462         *(long *)arg1 = value;
463         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
464                 *(long *)(uintptr_t)(((uintptr_t)&bdomain[i]) + arg2) =
465                     value / buf_domains;
466
467         return (error);
468 }
469
470 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
471     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7)
472 static int
473 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
474 {
475         long lvalue;
476         int ivalue;
477         int i;
478
479         lvalue = 0;
480         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
481                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
482         if (sizeof(int) == sizeof(long) || req->oldlen >= sizeof(long))
483                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
484         if (lvalue > INT_MAX)
485                 /* On overflow, still write out a long to trigger ENOMEM. */
486                 return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
487         ivalue = lvalue;
488         return (sysctl_handle_int(oidp, &ivalue, 0, req));
489 }
490 #else
491 static int
492 sysctl_bufspace(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
493 {
494         long lvalue;
495         int i;
496
497         lvalue = 0;
498         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
499                 lvalue += bdomain[i].bd_bufspace;
500         return (sysctl_handle_long(oidp, &lvalue, 0, req));
501 }
502 #endif
503
504 static int
505 sysctl_numdirtybuffers(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
506 {
507         int value;
508         int i;
509
510         value = 0;
511         for (i = 0; i < buf_domains; i++)
512                 value += bdomain[i].bd_numdirtybuffers;
513         return (sysctl_handle_int(oidp, &value, 0, req));
514 }
515
516 /*
517  *      bdirtywakeup:
518  *
519  *      Wakeup any bwillwrite() waiters.
520  */
521 static void
522 bdirtywakeup(void)
523 {
524         mtx_lock(&bdirtylock);
525         if (bdirtywait) {
526                 bdirtywait = 0;
527                 wakeup(&bdirtywait);
528         }
529         mtx_unlock(&bdirtylock);
530 }
531
532 /*
533  *      bd_clear:
534  *
535  *      Clear a domain from the appropriate bitsets when dirtybuffers
536  *      is decremented.
537  */
538 static void
539 bd_clear(struct bufdomain *bd)
540 {
541
542         mtx_lock(&bdirtylock);
543         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_lodirtybuffers)
544                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
545         if (bd->bd_numdirtybuffers <= bd->bd_hidirtybuffers)
546                 BIT_CLR(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
547         mtx_unlock(&bdirtylock);
548 }
549
550 /*
551  *      bd_set:
552  *
553  *      Set a domain in the appropriate bitsets when dirtybuffers
554  *      is incremented.
555  */
556 static void
557 bd_set(struct bufdomain *bd)
558 {
559
560         mtx_lock(&bdirtylock);
561         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_lodirtybuffers)
562                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdlodirty);
563         if (bd->bd_numdirtybuffers > bd->bd_hidirtybuffers)
564                 BIT_SET(BUF_DOMAINS, BD_DOMAIN(bd), &bdhidirty);
565         mtx_unlock(&bdirtylock);
566 }
567
568 /*
569  *      bdirtysub:
570  *
571  *      Decrement the numdirtybuffers count by one and wakeup any
572  *      threads blocked in bwillwrite().
573  */
574 static void
575 bdirtysub(struct buf *bp)
576 {
577         struct bufdomain *bd;
578         int num;
579
580         bd = bufdomain(bp);
581         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, -1);
582         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
583                 bdirtywakeup();
584         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
585                 bd_clear(bd);
586 }
587
588 /*
589  *      bdirtyadd:
590  *
591  *      Increment the numdirtybuffers count by one and wakeup the buf 
592  *      daemon if needed.
593  */
594 static void
595 bdirtyadd(struct buf *bp)
596 {
597         struct bufdomain *bd;
598         int num;
599
600         /*
601          * Only do the wakeup once as we cross the boundary.  The
602          * buf daemon will keep running until the condition clears.
603          */
604         bd = bufdomain(bp);
605         num = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_numdirtybuffers, 1);
606         if (num == (bd->bd_lodirtybuffers + bd->bd_hidirtybuffers) / 2)
607                 bd_wakeup();
608         if (num == bd->bd_lodirtybuffers || num == bd->bd_hidirtybuffers)
609                 bd_set(bd);
610 }
611
612 /*
613  *      bufspace_daemon_wakeup:
614  *
615  *      Wakeup the daemons responsible for freeing clean bufs.
616  */
617 static void
618 bufspace_daemon_wakeup(struct bufdomain *bd)
619 {
620
621         /*
622          * avoid the lock if the daemon is running.
623          */
624         if (atomic_fetchadd_int(&bd->bd_running, 1) == 0) {
625                 BD_RUN_LOCK(bd);
626                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
627                 wakeup(&bd->bd_running);
628                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
629         }
630 }
631
632 /*
633  *      bufspace_adjust:
634  *
635  *      Adjust the reported bufspace for a KVA managed buffer, possibly
636  *      waking any waiters.
637  */
638 static void
639 bufspace_adjust(struct buf *bp, int bufsize)
640 {
641         struct bufdomain *bd;
642         long space;
643         int diff;
644
645         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0,
646             ("bufspace_adjust: malloc buf %p", bp));
647         bd = bufdomain(bp);
648         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
649         if (diff < 0) {
650                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, -diff);
651         } else if (diff > 0) {
652                 space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, diff);
653                 /* Wake up the daemon on the transition. */
654                 if (space < bd->bd_bufspacethresh &&
655                     space + diff >= bd->bd_bufspacethresh)
656                         bufspace_daemon_wakeup(bd);
657         }
658         bp->b_bufsize = bufsize;
659 }
660
661 /*
662  *      bufspace_reserve:
663  *
664  *      Reserve bufspace before calling allocbuf().  metadata has a
665  *      different space limit than data.
666  */
667 static int
668 bufspace_reserve(struct bufdomain *bd, int size, bool metadata)
669 {
670         long limit, new;
671         long space;
672
673         if (metadata)
674                 limit = bd->bd_maxbufspace;
675         else
676                 limit = bd->bd_hibufspace;
677         space = atomic_fetchadd_long(&bd->bd_bufspace, size);
678         new = space + size;
679         if (new > limit) {
680                 atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
681                 return (ENOSPC);
682         }
683
684         /* Wake up the daemon on the transition. */
685         if (space < bd->bd_bufspacethresh && new >= bd->bd_bufspacethresh)
686                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
687
688         return (0);
689 }
690
691 /*
692  *      bufspace_release:
693  *
694  *      Release reserved bufspace after bufspace_adjust() has consumed it.
695  */
696 static void
697 bufspace_release(struct bufdomain *bd, int size)
698 {
699
700         atomic_subtract_long(&bd->bd_bufspace, size);
701 }
702
703 /*
704  *      bufspace_wait:
705  *
706  *      Wait for bufspace, acting as the buf daemon if a locked vnode is
707  *      supplied.  bd_wanted must be set prior to polling for space.  The
708  *      operation must be re-tried on return.
709  */
710 static void
711 bufspace_wait(struct bufdomain *bd, struct vnode *vp, int gbflags,
712     int slpflag, int slptimeo)
713 {
714         struct thread *td;
715         int error, fl, norunbuf;
716
717         if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0)
718                 return;
719
720         td = curthread;
721         BD_LOCK(bd);
722         while (bd->bd_wanted) {
723                 if (vp != NULL && vp->v_type != VCHR &&
724                     (td->td_pflags & TDP_BUFNEED) == 0) {
725                         BD_UNLOCK(bd);
726                         /*
727                          * getblk() is called with a vnode locked, and
728                          * some majority of the dirty buffers may as
729                          * well belong to the vnode.  Flushing the
730                          * buffers there would make a progress that
731                          * cannot be achieved by the buf_daemon, that
732                          * cannot lock the vnode.
733                          */
734                         norunbuf = ~(TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF) |
735                             (td->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF);
736
737                         /*
738                          * Play bufdaemon.  The getnewbuf() function
739                          * may be called while the thread owns lock
740                          * for another dirty buffer for the same
741                          * vnode, which makes it impossible to use
742                          * VOP_FSYNC() there, due to the buffer lock
743                          * recursion.
744                          */
745                         td->td_pflags |= TDP_BUFNEED | TDP_NORUNNINGBUF;
746                         fl = buf_flush(vp, bd, flushbufqtarget);
747                         td->td_pflags &= norunbuf;
748                         BD_LOCK(bd);
749                         if (fl != 0)
750                                 continue;
751                         if (bd->bd_wanted == 0)
752                                 break;
753                 }
754                 error = msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
755                     (PRIBIO + 4) | slpflag, "newbuf", slptimeo);
756                 if (error != 0)
757                         break;
758         }
759         BD_UNLOCK(bd);
760 }
761
762 static void
763 bufspace_daemon_shutdown(void *arg, int howto __unused)
764 {
765         struct bufdomain *bd = arg;
766         int error;
767
768         BD_RUN_LOCK(bd);
769         bd->bd_shutdown = true;
770         wakeup(&bd->bd_running);
771         error = msleep(&bd->bd_shutdown, BD_RUN_LOCKPTR(bd), 0,
772             "bufspace_shutdown", 60 * hz);
773         BD_RUN_UNLOCK(bd);
774         if (error != 0)
775                 printf("bufspacedaemon wait error: %d\n", error);
776 }
777
778 /*
779  *      bufspace_daemon:
780  *
781  *      buffer space management daemon.  Tries to maintain some marginal
782  *      amount of free buffer space so that requesting processes neither
783  *      block nor work to reclaim buffers.
784  */
785 static void
786 bufspace_daemon(void *arg)
787 {
788         struct bufdomain *bd = arg;
789
790         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, bufspace_daemon_shutdown, bd,
791             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
792
793         BD_RUN_LOCK(bd);
794         while (!bd->bd_shutdown) {
795                 BD_RUN_UNLOCK(bd);
796
797                 /*
798                  * Free buffers from the clean queue until we meet our
799                  * targets.
800                  *
801                  * Theory of operation:  The buffer cache is most efficient
802                  * when some free buffer headers and space are always
803                  * available to getnewbuf().  This daemon attempts to prevent
804                  * the excessive blocking and synchronization associated
805                  * with shortfall.  It goes through three phases according
806                  * demand:
807                  *
808                  * 1)   The daemon wakes up voluntarily once per-second
809                  *      during idle periods when the counters are below
810                  *      the wakeup thresholds (bufspacethresh, lofreebuffers).
811                  *
812                  * 2)   The daemon wakes up as we cross the thresholds
813                  *      ahead of any potential blocking.  This may bounce
814                  *      slightly according to the rate of consumption and
815                  *      release.
816                  *
817                  * 3)   The daemon and consumers are starved for working
818                  *      clean buffers.  This is the 'bufspace' sleep below
819                  *      which will inefficiently trade bufs with bqrelse
820                  *      until we return to condition 2.
821                  */
822                 while (bd->bd_bufspace > bd->bd_lobufspace ||
823                     bd->bd_freebuffers < bd->bd_hifreebuffers) {
824                         if (buf_recycle(bd, false) != 0) {
825                                 if (bd_flushall(bd))
826                                         continue;
827                                 /*
828                                  * Speedup dirty if we've run out of clean
829                                  * buffers.  This is possible in particular
830                                  * because softdep may held many bufs locked
831                                  * pending writes to other bufs which are
832                                  * marked for delayed write, exhausting
833                                  * clean space until they are written.
834                                  */
835                                 bd_speedup();
836                                 BD_LOCK(bd);
837                                 if (bd->bd_wanted) {
838                                         msleep(&bd->bd_wanted, BD_LOCKPTR(bd),
839                                             PRIBIO|PDROP, "bufspace", hz/10);
840                                 } else
841                                         BD_UNLOCK(bd);
842                         }
843                         maybe_yield();
844                 }
845
846                 /*
847                  * Re-check our limits and sleep.  bd_running must be
848                  * cleared prior to checking the limits to avoid missed
849                  * wakeups.  The waker will adjust one of bufspace or
850                  * freebuffers prior to checking bd_running.
851                  */
852                 BD_RUN_LOCK(bd);
853                 if (bd->bd_shutdown)
854                         break;
855                 atomic_store_int(&bd->bd_running, 0);
856                 if (bd->bd_bufspace < bd->bd_bufspacethresh &&
857                     bd->bd_freebuffers > bd->bd_lofreebuffers) {
858                         msleep(&bd->bd_running, BD_RUN_LOCKPTR(bd),
859                             PRIBIO, "-", hz);
860                 } else {
861                         /* Avoid spurious wakeups while running. */
862                         atomic_store_int(&bd->bd_running, 1);
863                 }
864         }
865         wakeup(&bd->bd_shutdown);
866         BD_RUN_UNLOCK(bd);
867         kthread_exit();
868 }
869
870 /*
871  *      bufmallocadjust:
872  *
873  *      Adjust the reported bufspace for a malloc managed buffer, possibly
874  *      waking any waiters.
875  */
876 static void
877 bufmallocadjust(struct buf *bp, int bufsize)
878 {
879         int diff;
880
881         KASSERT((bp->b_flags & B_MALLOC) != 0,
882             ("bufmallocadjust: non-malloc buf %p", bp));
883         diff = bufsize - bp->b_bufsize;
884         if (diff < 0)
885                 atomic_subtract_long(&bufmallocspace, -diff);
886         else
887                 atomic_add_long(&bufmallocspace, diff);
888         bp->b_bufsize = bufsize;
889 }
890
891 /*
892  *      runningwakeup:
893  *
894  *      Wake up processes that are waiting on asynchronous writes to fall
895  *      below lorunningspace.
896  */
897 static void
898 runningwakeup(void)
899 {
900
901         mtx_lock(&rbreqlock);
902         if (runningbufreq) {
903                 runningbufreq = 0;
904                 wakeup(&runningbufreq);
905         }
906         mtx_unlock(&rbreqlock);
907 }
908
909 /*
910  *      runningbufwakeup:
911  *
912  *      Decrement the outstanding write count according.
913  */
914 void
915 runningbufwakeup(struct buf *bp)
916 {
917         long space, bspace;
918
919         bspace = bp->b_runningbufspace;
920         if (bspace == 0)
921                 return;
922         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, -bspace);
923         KASSERT(space >= bspace, ("runningbufspace underflow %ld %ld",
924             space, bspace));
925         bp->b_runningbufspace = 0;
926         /*
927          * Only acquire the lock and wakeup on the transition from exceeding
928          * the threshold to falling below it.
929          */
930         if (space < lorunningspace)
931                 return;
932         if (space - bspace > lorunningspace)
933                 return;
934         runningwakeup();
935 }
936
937 /*
938  *      waitrunningbufspace()
939  *
940  *      runningbufspace is a measure of the amount of I/O currently
941  *      running.  This routine is used in async-write situations to
942  *      prevent creating huge backups of pending writes to a device.
943  *      Only asynchronous writes are governed by this function.
944  *
945  *      This does NOT turn an async write into a sync write.  It waits  
946  *      for earlier writes to complete and generally returns before the
947  *      caller's write has reached the device.
948  */
949 void
950 waitrunningbufspace(void)
951 {
952
953         mtx_lock(&rbreqlock);
954         while (runningbufspace > hirunningspace) {
955                 runningbufreq = 1;
956                 msleep(&runningbufreq, &rbreqlock, PVM, "wdrain", 0);
957         }
958         mtx_unlock(&rbreqlock);
959 }
960
961 /*
962  *      vfs_buf_test_cache:
963  *
964  *      Called when a buffer is extended.  This function clears the B_CACHE
965  *      bit if the newly extended portion of the buffer does not contain
966  *      valid data.
967  */
968 static __inline void
969 vfs_buf_test_cache(struct buf *bp, vm_ooffset_t foff, vm_offset_t off,
970     vm_offset_t size, vm_page_t m)
971 {
972
973         /*
974          * This function and its results are protected by higher level
975          * synchronization requiring vnode and buf locks to page in and
976          * validate pages.
977          */
978         if (bp->b_flags & B_CACHE) {
979                 int base = (foff + off) & PAGE_MASK;
980                 if (vm_page_is_valid(m, base, size) == 0)
981                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
982         }
983 }
984
985 /* Wake up the buffer daemon if necessary */
986 static void
987 bd_wakeup(void)
988 {
989
990         mtx_lock(&bdlock);
991         if (bd_request == 0) {
992                 bd_request = 1;
993                 wakeup(&bd_request);
994         }
995         mtx_unlock(&bdlock);
996 }
997
998 /*
999  * Adjust the maxbcachbuf tunable.
1000  */
1001 static void
1002 maxbcachebuf_adjust(void)
1003 {
1004         int i;
1005
1006         /*
1007          * maxbcachebuf must be a power of 2 >= MAXBSIZE.
1008          */
1009         i = 2;
1010         while (i * 2 <= maxbcachebuf)
1011                 i *= 2;
1012         maxbcachebuf = i;
1013         if (maxbcachebuf < MAXBSIZE)
1014                 maxbcachebuf = MAXBSIZE;
1015         if (maxbcachebuf > maxphys)
1016                 maxbcachebuf = maxphys;
1017         if (bootverbose != 0 && maxbcachebuf != MAXBCACHEBUF)
1018                 printf("maxbcachebuf=%d\n", maxbcachebuf);
1019 }
1020
1021 /*
1022  * bd_speedup - speedup the buffer cache flushing code
1023  */
1024 void
1025 bd_speedup(void)
1026 {
1027         int needwake;
1028
1029         mtx_lock(&bdlock);
1030         needwake = 0;
1031         if (bd_speedupreq == 0 || bd_request == 0)
1032                 needwake = 1;
1033         bd_speedupreq = 1;
1034         bd_request = 1;
1035         if (needwake)
1036                 wakeup(&bd_request);
1037         mtx_unlock(&bdlock);
1038 }
1039
1040 #ifdef __i386__
1041 #define TRANSIENT_DENOM 5
1042 #else
1043 #define TRANSIENT_DENOM 10
1044 #endif
1045
1046 /*
1047  * Calculating buffer cache scaling values and reserve space for buffer
1048  * headers.  This is called during low level kernel initialization and
1049  * may be called more then once.  We CANNOT write to the memory area
1050  * being reserved at this time.
1051  */
1052 caddr_t
1053 kern_vfs_bio_buffer_alloc(caddr_t v, long physmem_est)
1054 {
1055         int tuned_nbuf;
1056         long maxbuf, maxbuf_sz, buf_sz, biotmap_sz;
1057
1058         /*
1059          * With KASAN or KMSAN enabled, the kernel map is shadowed.  Account for
1060          * this when sizing maps based on the amount of physical memory
1061          * available.
1062          */
1063 #if defined(KASAN)
1064         physmem_est = (physmem_est * KASAN_SHADOW_SCALE) /
1065             (KASAN_SHADOW_SCALE + 1);
1066 #elif defined(KMSAN)
1067         physmem_est /= 3;
1068
1069         /*
1070          * KMSAN cannot reliably determine whether buffer data is initialized
1071          * unless it is updated through a KVA mapping.
1072          */
1073         unmapped_buf_allowed = 0;
1074 #endif
1075
1076         /*
1077          * physmem_est is in pages.  Convert it to kilobytes (assumes
1078          * PAGE_SIZE is >= 1K)
1079          */
1080         physmem_est = physmem_est * (PAGE_SIZE / 1024);
1081
1082         maxbcachebuf_adjust();
1083         /*
1084          * The nominal buffer size (and minimum KVA allocation) is BKVASIZE.
1085          * For the first 64MB of ram nominally allocate sufficient buffers to
1086          * cover 1/4 of our ram.  Beyond the first 64MB allocate additional
1087          * buffers to cover 1/10 of our ram over 64MB.  When auto-sizing
1088          * the buffer cache we limit the eventual kva reservation to
1089          * maxbcache bytes.
1090          *
1091          * factor represents the 1/4 x ram conversion.
1092          */
1093         if (nbuf == 0) {
1094                 int factor = 4 * BKVASIZE / 1024;
1095
1096                 nbuf = 50;
1097                 if (physmem_est > 4096)
1098                         nbuf += min((physmem_est - 4096) / factor,
1099                             65536 / factor);
1100                 if (physmem_est > 65536)
1101                         nbuf += min((physmem_est - 65536) * 2 / (factor * 5),
1102                             32 * 1024 * 1024 / (factor * 5));
1103
1104                 if (maxbcache && nbuf > maxbcache / BKVASIZE)
1105                         nbuf = maxbcache / BKVASIZE;
1106                 tuned_nbuf = 1;
1107         } else
1108                 tuned_nbuf = 0;
1109
1110         /* XXX Avoid unsigned long overflows later on with maxbufspace. */
1111         maxbuf = (LONG_MAX / 3) / BKVASIZE;
1112         if (nbuf > maxbuf) {
1113                 if (!tuned_nbuf)
1114                         printf("Warning: nbufs lowered from %d to %ld\n", nbuf,
1115                             maxbuf);
1116                 nbuf = maxbuf;
1117         }
1118
1119         /*
1120          * Ideal allocation size for the transient bio submap is 10%
1121          * of the maximal space buffer map.  This roughly corresponds
1122          * to the amount of the buffer mapped for typical UFS load.
1123          *
1124          * Clip the buffer map to reserve space for the transient
1125          * BIOs, if its extent is bigger than 90% (80% on i386) of the
1126          * maximum buffer map extent on the platform.
1127          *
1128          * The fall-back to the maxbuf in case of maxbcache unset,
1129          * allows to not trim the buffer KVA for the architectures
1130          * with ample KVA space.
1131          */
1132         if (bio_transient_maxcnt == 0 && unmapped_buf_allowed) {
1133                 maxbuf_sz = maxbcache != 0 ? maxbcache : maxbuf * BKVASIZE;
1134                 buf_sz = (long)nbuf * BKVASIZE;
1135                 if (buf_sz < maxbuf_sz / TRANSIENT_DENOM *
1136                     (TRANSIENT_DENOM - 1)) {
1137                         /*
1138                          * There is more KVA than memory.  Do not
1139                          * adjust buffer map size, and assign the rest
1140                          * of maxbuf to transient map.
1141                          */
1142                         biotmap_sz = maxbuf_sz - buf_sz;
1143                 } else {
1144                         /*
1145                          * Buffer map spans all KVA we could afford on
1146                          * this platform.  Give 10% (20% on i386) of
1147                          * the buffer map to the transient bio map.
1148                          */
1149                         biotmap_sz = buf_sz / TRANSIENT_DENOM;
1150                         buf_sz -= biotmap_sz;
1151                 }
1152                 if (biotmap_sz / INT_MAX > maxphys)
1153                         bio_transient_maxcnt = INT_MAX;
1154                 else
1155                         bio_transient_maxcnt = biotmap_sz / maxphys;
1156                 /*
1157                  * Artificially limit to 1024 simultaneous in-flight I/Os
1158                  * using the transient mapping.
1159                  */
1160                 if (bio_transient_maxcnt > 1024)
1161                         bio_transient_maxcnt = 1024;
1162                 if (tuned_nbuf)
1163                         nbuf = buf_sz / BKVASIZE;
1164         }
1165
1166         if (nswbuf == 0) {
1167                 nswbuf = min(nbuf / 4, 256);
1168                 if (nswbuf < NSWBUF_MIN)
1169                         nswbuf = NSWBUF_MIN;
1170         }
1171
1172         /*
1173          * Reserve space for the buffer cache buffers
1174          */
1175         buf = (char *)v;
1176         v = (caddr_t)buf + (sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) *
1177             atop(maxbcachebuf)) * nbuf;
1178
1179         return (v);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * Single global constant for BUF_WMESG, to avoid getting multiple
1184  * references.
1185  */
1186 static const char buf_wmesg[] = "bufwait";
1187
1188 /* Initialize the buffer subsystem.  Called before use of any buffers. */
1189 void
1190 bufinit(void)
1191 {
1192         struct buf *bp;
1193         int i;
1194
1195         KASSERT(maxbcachebuf >= MAXBSIZE,
1196             ("maxbcachebuf (%d) must be >= MAXBSIZE (%d)\n", maxbcachebuf,
1197             MAXBSIZE));
1198         bq_init(&bqempty, QUEUE_EMPTY, -1, "bufq empty lock");
1199         mtx_init(&rbreqlock, "runningbufspace lock", NULL, MTX_DEF);
1200         mtx_init(&bdlock, "buffer daemon lock", NULL, MTX_DEF);
1201         mtx_init(&bdirtylock, "dirty buf lock", NULL, MTX_DEF);
1202
1203         unmapped_buf = (caddr_t)kva_alloc(maxphys);
1204
1205         /* finally, initialize each buffer header and stick on empty q */
1206         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
1207                 bp = nbufp(i);
1208                 bzero(bp, sizeof(*bp) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf));
1209                 bp->b_flags = B_INVAL;
1210                 bp->b_rcred = NOCRED;
1211                 bp->b_wcred = NOCRED;
1212                 bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1213                 bp->b_domain = -1;
1214                 bp->b_subqueue = mp_maxid + 1;
1215                 bp->b_xflags = 0;
1216                 bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1217                 LIST_INIT(&bp->b_dep);
1218                 BUF_LOCKINIT(bp, buf_wmesg);
1219                 bq_insert(&bqempty, bp, false);
1220         }
1221
1222         /*
1223          * maxbufspace is the absolute maximum amount of buffer space we are 
1224          * allowed to reserve in KVM and in real terms.  The absolute maximum
1225          * is nominally used by metadata.  hibufspace is the nominal maximum
1226          * used by most other requests.  The differential is required to 
1227          * ensure that metadata deadlocks don't occur.
1228          *
1229          * maxbufspace is based on BKVASIZE.  Allocating buffers larger then
1230          * this may result in KVM fragmentation which is not handled optimally
1231          * by the system. XXX This is less true with vmem.  We could use
1232          * PAGE_SIZE.
1233          */
1234         maxbufspace = (long)nbuf * BKVASIZE;
1235         hibufspace = lmax(3 * maxbufspace / 4, maxbufspace - maxbcachebuf * 10);
1236         lobufspace = (hibufspace / 20) * 19; /* 95% */
1237         bufspacethresh = lobufspace + (hibufspace - lobufspace) / 2;
1238
1239         /*
1240          * Note: The 16 MiB upper limit for hirunningspace was chosen
1241          * arbitrarily and may need further tuning. It corresponds to
1242          * 128 outstanding write IO requests (if IO size is 128 KiB),
1243          * which fits with many RAID controllers' tagged queuing limits.
1244          * The lower 1 MiB limit is the historical upper limit for
1245          * hirunningspace.
1246          */
1247         hirunningspace = lmax(lmin(roundup(hibufspace / 64, maxbcachebuf),
1248             16 * 1024 * 1024), 1024 * 1024);
1249         lorunningspace = roundup((hirunningspace * 2) / 3, maxbcachebuf);
1250
1251         /*
1252          * Limit the amount of malloc memory since it is wired permanently into
1253          * the kernel space.  Even though this is accounted for in the buffer
1254          * allocation, we don't want the malloced region to grow uncontrolled.
1255          * The malloc scheme improves memory utilization significantly on
1256          * average (small) directories.
1257          */
1258         maxbufmallocspace = hibufspace / 20;
1259
1260         /*
1261          * Reduce the chance of a deadlock occurring by limiting the number
1262          * of delayed-write dirty buffers we allow to stack up.
1263          */
1264         hidirtybuffers = nbuf / 4 + 20;
1265         dirtybufthresh = hidirtybuffers * 9 / 10;
1266         /*
1267          * To support extreme low-memory systems, make sure hidirtybuffers
1268          * cannot eat up all available buffer space.  This occurs when our
1269          * minimum cannot be met.  We try to size hidirtybuffers to 3/4 our
1270          * buffer space assuming BKVASIZE'd buffers.
1271          */
1272         while ((long)hidirtybuffers * BKVASIZE > 3 * hibufspace / 4) {
1273                 hidirtybuffers >>= 1;
1274         }
1275         lodirtybuffers = hidirtybuffers / 2;
1276
1277         /*
1278          * lofreebuffers should be sufficient to avoid stalling waiting on
1279          * buf headers under heavy utilization.  The bufs in per-cpu caches
1280          * are counted as free but will be unavailable to threads executing
1281          * on other cpus.
1282          *
1283          * hifreebuffers is the free target for the bufspace daemon.  This
1284          * should be set appropriately to limit work per-iteration.
1285          */
1286         lofreebuffers = MIN((nbuf / 25) + (20 * mp_ncpus), 128 * mp_ncpus);
1287         hifreebuffers = (3 * lofreebuffers) / 2;
1288         numfreebuffers = nbuf;
1289
1290         /* Setup the kva and free list allocators. */
1291         vmem_set_reclaim(buffer_arena, bufkva_reclaim);
1292         buf_zone = uma_zcache_create("buf free cache",
1293             sizeof(struct buf) + sizeof(vm_page_t) * atop(maxbcachebuf),
1294             NULL, NULL, NULL, NULL, buf_import, buf_release, NULL, 0);
1295
1296         /*
1297          * Size the clean queue according to the amount of buffer space.
1298          * One queue per-256mb up to the max.  More queues gives better
1299          * concurrency but less accurate LRU.
1300          */
1301         buf_domains = MIN(howmany(maxbufspace, 256*1024*1024), BUF_DOMAINS);
1302         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
1303                 struct bufdomain *bd;
1304
1305                 bd = &bdomain[i];
1306                 bd_init(bd);
1307                 bd->bd_freebuffers = nbuf / buf_domains;
1308                 bd->bd_hifreebuffers = hifreebuffers / buf_domains;
1309                 bd->bd_lofreebuffers = lofreebuffers / buf_domains;
1310                 bd->bd_bufspace = 0;
1311                 bd->bd_maxbufspace = maxbufspace / buf_domains;
1312                 bd->bd_hibufspace = hibufspace / buf_domains;
1313                 bd->bd_lobufspace = lobufspace / buf_domains;
1314                 bd->bd_bufspacethresh = bufspacethresh / buf_domains;
1315                 bd->bd_numdirtybuffers = 0;
1316                 bd->bd_hidirtybuffers = hidirtybuffers / buf_domains;
1317                 bd->bd_lodirtybuffers = lodirtybuffers / buf_domains;
1318                 bd->bd_dirtybufthresh = dirtybufthresh / buf_domains;
1319                 /* Don't allow more than 2% of bufs in the per-cpu caches. */
1320                 bd->bd_lim = nbuf / buf_domains / 50 / mp_ncpus;
1321         }
1322         getnewbufcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1323         getnewbufrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1324         mappingrestarts = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1325         numbufallocfails = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1326         notbufdflushes = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1327         buffreekvacnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1328         bufdefragcnt = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1329         bufkvaspace = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1330 }
1331
1332 #ifdef INVARIANTS
1333 static inline void
1334 vfs_buf_check_mapped(struct buf *bp)
1335 {
1336
1337         KASSERT(bp->b_kvabase != unmapped_buf,
1338             ("mapped buf: b_kvabase was not updated %p", bp));
1339         KASSERT(bp->b_data != unmapped_buf,
1340             ("mapped buf: b_data was not updated %p", bp));
1341         KASSERT(bp->b_data < unmapped_buf || bp->b_data >= unmapped_buf +
1342             maxphys, ("b_data + b_offset unmapped %p", bp));
1343 }
1344
1345 static inline void
1346 vfs_buf_check_unmapped(struct buf *bp)
1347 {
1348
1349         KASSERT(bp->b_data == unmapped_buf,
1350             ("unmapped buf: corrupted b_data %p", bp));
1351 }
1352
1353 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) vfs_buf_check_mapped(bp)
1354 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) vfs_buf_check_unmapped(bp)
1355 #else
1356 #define BUF_CHECK_MAPPED(bp) do {} while (0)
1357 #define BUF_CHECK_UNMAPPED(bp) do {} while (0)
1358 #endif
1359
1360 static int
1361 isbufbusy(struct buf *bp)
1362 {
1363         if (((bp->b_flags & B_INVAL) == 0 && BUF_ISLOCKED(bp)) ||
1364             ((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_INVAL)) == B_DELWRI))
1365                 return (1);
1366         return (0);
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Shutdown the system cleanly to prepare for reboot, halt, or power off.
1371  */
1372 void
1373 bufshutdown(int show_busybufs)
1374 {
1375         static int first_buf_printf = 1;
1376         struct buf *bp;
1377         int i, iter, nbusy, pbusy;
1378 #ifndef PREEMPTION
1379         int subiter;
1380 #endif
1381
1382         /*
1383          * Sync filesystems for shutdown
1384          */
1385         wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1386         kern_sync(curthread);
1387
1388         /*
1389          * With soft updates, some buffers that are
1390          * written will be remarked as dirty until other
1391          * buffers are written.
1392          */
1393         for (iter = pbusy = 0; iter < 20; iter++) {
1394                 nbusy = 0;
1395                 for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1396                         bp = nbufp(i);
1397                         if (isbufbusy(bp))
1398                                 nbusy++;
1399                 }
1400                 if (nbusy == 0) {
1401                         if (first_buf_printf)
1402                                 printf("All buffers synced.");
1403                         break;
1404                 }
1405                 if (first_buf_printf) {
1406                         printf("Syncing disks, buffers remaining... ");
1407                         first_buf_printf = 0;
1408                 }
1409                 printf("%d ", nbusy);
1410                 if (nbusy < pbusy)
1411                         iter = 0;
1412                 pbusy = nbusy;
1413
1414                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
1415                 kern_sync(curthread);
1416
1417 #ifdef PREEMPTION
1418                 /*
1419                  * Spin for a while to allow interrupt threads to run.
1420                  */
1421                 DELAY(50000 * iter);
1422 #else
1423                 /*
1424                  * Context switch several times to allow interrupt
1425                  * threads to run.
1426                  */
1427                 for (subiter = 0; subiter < 50 * iter; subiter++) {
1428                         thread_lock(curthread);
1429                         mi_switch(SW_VOL);
1430                         DELAY(1000);
1431                 }
1432 #endif
1433         }
1434         printf("\n");
1435         /*
1436          * Count only busy local buffers to prevent forcing 
1437          * a fsck if we're just a client of a wedged NFS server
1438          */
1439         nbusy = 0;
1440         for (i = nbuf - 1; i >= 0; i--) {
1441                 bp = nbufp(i);
1442                 if (isbufbusy(bp)) {
1443 #if 0
1444 /* XXX: This is bogus.  We should probably have a BO_REMOTE flag instead */
1445                         if (bp->b_dev == NULL) {
1446                                 TAILQ_REMOVE(&mountlist,
1447                                     bp->b_vp->v_mount, mnt_list);
1448                                 continue;
1449                         }
1450 #endif
1451                         nbusy++;
1452                         if (show_busybufs > 0) {
1453                                 printf(
1454             "%d: buf:%p, vnode:%p, flags:%0x, blkno:%jd, lblkno:%jd, buflock:",
1455                                     nbusy, bp, bp->b_vp, bp->b_flags,
1456                                     (intmax_t)bp->b_blkno,
1457                                     (intmax_t)bp->b_lblkno);
1458                                 BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
1459                                 if (show_busybufs > 1)
1460                                         vn_printf(bp->b_vp,
1461                                             "vnode content: ");
1462                         }
1463                 }
1464         }
1465         if (nbusy) {
1466                 /*
1467                  * Failed to sync all blocks. Indicate this and don't
1468                  * unmount filesystems (thus forcing an fsck on reboot).
1469                  */
1470                 BOOTTRACE("shutdown failed to sync buffers");
1471                 printf("Giving up on %d buffers\n", nbusy);
1472                 DELAY(5000000); /* 5 seconds */
1473                 swapoff_all();
1474         } else {
1475                 BOOTTRACE("shutdown sync complete");
1476                 if (!first_buf_printf)
1477                         printf("Final sync complete\n");
1478
1479                 /*
1480                  * Unmount filesystems and perform swapoff, to quiesce
1481                  * the system as much as possible.  In particular, no
1482                  * I/O should be initiated from top levels since it
1483                  * might be abruptly terminated by reset, or otherwise
1484                  * erronously handled because other parts of the
1485                  * system are disabled.
1486                  *
1487                  * Swapoff before unmount, because file-backed swap is
1488                  * non-operational after unmount of the underlying
1489                  * filesystem.
1490                  */
1491                 if (!KERNEL_PANICKED()) {
1492                         swapoff_all();
1493                         vfs_unmountall();
1494                 }
1495                 BOOTTRACE("shutdown unmounted all filesystems");
1496         }
1497         DELAY(100000);          /* wait for console output to finish */
1498 }
1499
1500 static void
1501 bpmap_qenter(struct buf *bp)
1502 {
1503
1504         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
1505
1506         /*
1507          * bp->b_data is relative to bp->b_offset, but
1508          * bp->b_offset may be offset into the first page.
1509          */
1510         bp->b_data = (caddr_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data);
1511         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_pages, bp->b_npages);
1512         bp->b_data = (caddr_t)((vm_offset_t)bp->b_data |
1513             (vm_offset_t)(bp->b_offset & PAGE_MASK));
1514 }
1515
1516 static inline struct bufdomain *
1517 bufdomain(struct buf *bp)
1518 {
1519
1520         return (&bdomain[bp->b_domain]);
1521 }
1522
1523 static struct bufqueue *
1524 bufqueue(struct buf *bp)
1525 {
1526
1527         switch (bp->b_qindex) {
1528         case QUEUE_NONE:
1529                 /* FALLTHROUGH */
1530         case QUEUE_SENTINEL:
1531                 return (NULL);
1532         case QUEUE_EMPTY:
1533                 return (&bqempty);
1534         case QUEUE_DIRTY:
1535                 return (&bufdomain(bp)->bd_dirtyq);
1536         case QUEUE_CLEAN:
1537                 return (&bufdomain(bp)->bd_subq[bp->b_subqueue]);
1538         default:
1539                 break;
1540         }
1541         panic("bufqueue(%p): Unhandled type %d\n", bp, bp->b_qindex);
1542 }
1543
1544 /*
1545  * Return the locked bufqueue that bp is a member of.
1546  */
1547 static struct bufqueue *
1548 bufqueue_acquire(struct buf *bp)
1549 {
1550         struct bufqueue *bq, *nbq;
1551
1552         /*
1553          * bp can be pushed from a per-cpu queue to the
1554          * cleanq while we're waiting on the lock.  Retry
1555          * if the queues don't match.
1556          */
1557         bq = bufqueue(bp);
1558         BQ_LOCK(bq);
1559         for (;;) {
1560                 nbq = bufqueue(bp);
1561                 if (bq == nbq)
1562                         break;
1563                 BQ_UNLOCK(bq);
1564                 BQ_LOCK(nbq);
1565                 bq = nbq;
1566         }
1567         return (bq);
1568 }
1569
1570 /*
1571  *      binsfree:
1572  *
1573  *      Insert the buffer into the appropriate free list.  Requires a
1574  *      locked buffer on entry and buffer is unlocked before return.
1575  */
1576 static void
1577 binsfree(struct buf *bp, int qindex)
1578 {
1579         struct bufdomain *bd;
1580         struct bufqueue *bq;
1581
1582         KASSERT(qindex == QUEUE_CLEAN || qindex == QUEUE_DIRTY,
1583             ("binsfree: Invalid qindex %d", qindex));
1584         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1585
1586         /*
1587          * Handle delayed bremfree() processing.
1588          */
1589         if (bp->b_flags & B_REMFREE) {
1590                 if (bp->b_qindex == qindex) {
1591                         bp->b_flags |= B_REUSE;
1592                         bp->b_flags &= ~B_REMFREE;
1593                         BUF_UNLOCK(bp);
1594                         return;
1595                 }
1596                 bq = bufqueue_acquire(bp);
1597                 bq_remove(bq, bp);
1598                 BQ_UNLOCK(bq);
1599         }
1600         bd = bufdomain(bp);
1601         if (qindex == QUEUE_CLEAN) {
1602                 if (bd->bd_lim != 0)
1603                         bq = &bd->bd_subq[PCPU_GET(cpuid)];
1604                 else
1605                         bq = bd->bd_cleanq;
1606         } else
1607                 bq = &bd->bd_dirtyq;
1608         bq_insert(bq, bp, true);
1609 }
1610
1611 /*
1612  * buf_free:
1613  *
1614  *      Free a buffer to the buf zone once it no longer has valid contents.
1615  */
1616 static void
1617 buf_free(struct buf *bp)
1618 {
1619
1620         if (bp->b_flags & B_REMFREE)
1621                 bremfreef(bp);
1622         if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
1623                 panic("losing buffer 1");
1624         if (bp->b_rcred != NOCRED) {
1625                 crfree(bp->b_rcred);
1626                 bp->b_rcred = NOCRED;
1627         }
1628         if (bp->b_wcred != NOCRED) {
1629                 crfree(bp->b_wcred);
1630                 bp->b_wcred = NOCRED;
1631         }
1632         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
1633                 buf_deallocate(bp);
1634         bufkva_free(bp);
1635         atomic_add_int(&bufdomain(bp)->bd_freebuffers, 1);
1636         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1637         BUF_UNLOCK(bp);
1638         uma_zfree(buf_zone, bp);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * buf_import:
1643  *
1644  *      Import bufs into the uma cache from the buf list.  The system still
1645  *      expects a static array of bufs and much of the synchronization
1646  *      around bufs assumes type stable storage.  As a result, UMA is used
1647  *      only as a per-cpu cache of bufs still maintained on a global list.
1648  */
1649 static int
1650 buf_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
1651 {
1652         struct buf *bp;
1653         int i;
1654
1655         BQ_LOCK(&bqempty);
1656         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1657                 bp = TAILQ_FIRST(&bqempty.bq_queue);
1658                 if (bp == NULL)
1659                         break;
1660                 bq_remove(&bqempty, bp);
1661                 store[i] = bp;
1662         }
1663         BQ_UNLOCK(&bqempty);
1664
1665         return (i);
1666 }
1667
1668 /*
1669  * buf_release:
1670  *
1671  *      Release bufs from the uma cache back to the buffer queues.
1672  */
1673 static void
1674 buf_release(void *arg, void **store, int cnt)
1675 {
1676         struct bufqueue *bq;
1677         struct buf *bp;
1678         int i;
1679
1680         bq = &bqempty;
1681         BQ_LOCK(bq);
1682         for (i = 0; i < cnt; i++) {
1683                 bp = store[i];
1684                 /* Inline bq_insert() to batch locking. */
1685                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1686                 bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
1687                 bq->bq_len++;
1688                 bp->b_qindex = bq->bq_index;
1689         }
1690         BQ_UNLOCK(bq);
1691 }
1692
1693 /*
1694  * buf_alloc:
1695  *
1696  *      Allocate an empty buffer header.
1697  */
1698 static struct buf *
1699 buf_alloc(struct bufdomain *bd)
1700 {
1701         struct buf *bp;
1702         int freebufs, error;
1703
1704         /*
1705          * We can only run out of bufs in the buf zone if the average buf
1706          * is less than BKVASIZE.  In this case the actual wait/block will
1707          * come from buf_reycle() failing to flush one of these small bufs.
1708          */
1709         bp = NULL;
1710         freebufs = atomic_fetchadd_int(&bd->bd_freebuffers, -1);
1711         if (freebufs > 0)
1712                 bp = uma_zalloc(buf_zone, M_NOWAIT);
1713         if (bp == NULL) {
1714                 atomic_add_int(&bd->bd_freebuffers, 1);
1715                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1716                 counter_u64_add(numbufallocfails, 1);
1717                 return (NULL);
1718         }
1719         /*
1720          * Wake-up the bufspace daemon on transition below threshold.
1721          */
1722         if (freebufs == bd->bd_lofreebuffers)
1723                 bufspace_daemon_wakeup(bd);
1724
1725         error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWITNESS, NULL);
1726         KASSERT(error == 0, ("%s: BUF_LOCK on free buf %p: %d.", __func__, bp,
1727             error));
1728         (void)error;
1729
1730         KASSERT(bp->b_vp == NULL,
1731             ("bp: %p still has vnode %p.", bp, bp->b_vp));
1732         KASSERT((bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == 0,
1733             ("invalid buffer %p flags %#x", bp, bp->b_flags));
1734         KASSERT((bp->b_xflags & (BX_VNCLEAN|BX_VNDIRTY)) == 0,
1735             ("bp: %p still on a buffer list. xflags %X", bp, bp->b_xflags));
1736         KASSERT(bp->b_npages == 0,
1737             ("bp: %p still has %d vm pages\n", bp, bp->b_npages));
1738         KASSERT(bp->b_kvasize == 0, ("bp: %p still has kva\n", bp));
1739         KASSERT(bp->b_bufsize == 0, ("bp: %p still has bufspace\n", bp));
1740         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
1741
1742         bp->b_domain = BD_DOMAIN(bd);
1743         bp->b_flags = 0;
1744         bp->b_ioflags = 0;
1745         bp->b_xflags = 0;
1746         bp->b_vflags = 0;
1747         bp->b_vp = NULL;
1748         bp->b_blkno = bp->b_lblkno = 0;
1749         bp->b_offset = NOOFFSET;
1750         bp->b_iodone = 0;
1751         bp->b_error = 0;
1752         bp->b_resid = 0;
1753         bp->b_bcount = 0;
1754         bp->b_npages = 0;
1755         bp->b_dirtyoff = bp->b_dirtyend = 0;
1756         bp->b_bufobj = NULL;
1757         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
1758         bp->b_fsprivate1 = NULL;
1759         bp->b_fsprivate2 = NULL;
1760         bp->b_fsprivate3 = NULL;
1761         LIST_INIT(&bp->b_dep);
1762
1763         return (bp);
1764 }
1765
1766 /*
1767  *      buf_recycle:
1768  *
1769  *      Free a buffer from the given bufqueue.  kva controls whether the
1770  *      freed buf must own some kva resources.  This is used for
1771  *      defragmenting.
1772  */
1773 static int
1774 buf_recycle(struct bufdomain *bd, bool kva)
1775 {
1776         struct bufqueue *bq;
1777         struct buf *bp, *nbp;
1778
1779         if (kva)
1780                 counter_u64_add(bufdefragcnt, 1);
1781         nbp = NULL;
1782         bq = bd->bd_cleanq;
1783         BQ_LOCK(bq);
1784         KASSERT(BQ_LOCKPTR(bq) == BD_LOCKPTR(bd),
1785             ("buf_recycle: Locks don't match"));
1786         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1787
1788         /*
1789          * Run scan, possibly freeing data and/or kva mappings on the fly
1790          * depending.
1791          */
1792         while ((bp = nbp) != NULL) {
1793                 /*
1794                  * Calculate next bp (we can only use it if we do not
1795                  * release the bqlock).
1796                  */
1797                 nbp = TAILQ_NEXT(bp, b_freelist);
1798
1799                 /*
1800                  * If we are defragging then we need a buffer with 
1801                  * some kva to reclaim.
1802                  */
1803                 if (kva && bp->b_kvasize == 0)
1804                         continue;
1805
1806                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
1807                         continue;
1808
1809                 /*
1810                  * Implement a second chance algorithm for frequently
1811                  * accessed buffers.
1812                  */
1813                 if ((bp->b_flags & B_REUSE) != 0) {
1814                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1815                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1816                         bp->b_flags &= ~B_REUSE;
1817                         BUF_UNLOCK(bp);
1818                         continue;
1819                 }
1820
1821                 /*
1822                  * Skip buffers with background writes in progress.
1823                  */
1824                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0) {
1825                         BUF_UNLOCK(bp);
1826                         continue;
1827                 }
1828
1829                 KASSERT(bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN,
1830                     ("buf_recycle: inconsistent queue %d bp %p",
1831                     bp->b_qindex, bp));
1832                 KASSERT(bp->b_domain == BD_DOMAIN(bd),
1833                     ("getnewbuf: queue domain %d doesn't match request %d",
1834                     bp->b_domain, (int)BD_DOMAIN(bd)));
1835                 /*
1836                  * NOTE:  nbp is now entirely invalid.  We can only restart
1837                  * the scan from this point on.
1838                  */
1839                 bq_remove(bq, bp);
1840                 BQ_UNLOCK(bq);
1841
1842                 /*
1843                  * Requeue the background write buffer with error and
1844                  * restart the scan.
1845                  */
1846                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDERR) != 0) {
1847                         bqrelse(bp);
1848                         BQ_LOCK(bq);
1849                         nbp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue);
1850                         continue;
1851                 }
1852                 bp->b_flags |= B_INVAL;
1853                 brelse(bp);
1854                 return (0);
1855         }
1856         bd->bd_wanted = 1;
1857         BQ_UNLOCK(bq);
1858
1859         return (ENOBUFS);
1860 }
1861
1862 /*
1863  *      bremfree:
1864  *
1865  *      Mark the buffer for removal from the appropriate free list.
1866  *
1867  */
1868 void
1869 bremfree(struct buf *bp)
1870 {
1871
1872         CTR3(KTR_BUF, "bremfree(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1873         KASSERT((bp->b_flags & B_REMFREE) == 0,
1874             ("bremfree: buffer %p already marked for delayed removal.", bp));
1875         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1876             ("bremfree: buffer %p not on a queue.", bp));
1877         BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1878
1879         bp->b_flags |= B_REMFREE;
1880 }
1881
1882 /*
1883  *      bremfreef:
1884  *
1885  *      Force an immediate removal from a free list.  Used only in nfs when
1886  *      it abuses the b_freelist pointer.
1887  */
1888 void
1889 bremfreef(struct buf *bp)
1890 {
1891         struct bufqueue *bq;
1892
1893         bq = bufqueue_acquire(bp);
1894         bq_remove(bq, bp);
1895         BQ_UNLOCK(bq);
1896 }
1897
1898 static void
1899 bq_init(struct bufqueue *bq, int qindex, int subqueue, const char *lockname)
1900 {
1901
1902         mtx_init(&bq->bq_lock, lockname, NULL, MTX_DEF);
1903         TAILQ_INIT(&bq->bq_queue);
1904         bq->bq_len = 0;
1905         bq->bq_index = qindex;
1906         bq->bq_subqueue = subqueue;
1907 }
1908
1909 static void
1910 bd_init(struct bufdomain *bd)
1911 {
1912         int i;
1913
1914         bd->bd_cleanq = &bd->bd_subq[mp_maxid + 1];
1915         bq_init(bd->bd_cleanq, QUEUE_CLEAN, mp_maxid + 1, "bufq clean lock");
1916         bq_init(&bd->bd_dirtyq, QUEUE_DIRTY, -1, "bufq dirty lock");
1917         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++)
1918                 bq_init(&bd->bd_subq[i], QUEUE_CLEAN, i,
1919                     "bufq clean subqueue lock");
1920         mtx_init(&bd->bd_run_lock, "bufspace daemon run lock", NULL, MTX_DEF);
1921 }
1922
1923 /*
1924  *      bq_remove:
1925  *
1926  *      Removes a buffer from the free list, must be called with the
1927  *      correct qlock held.
1928  */
1929 static void
1930 bq_remove(struct bufqueue *bq, struct buf *bp)
1931 {
1932
1933         CTR3(KTR_BUF, "bq_remove(%p) vp %p flags %X",
1934             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
1935         KASSERT(bp->b_qindex != QUEUE_NONE,
1936             ("bq_remove: buffer %p not on a queue.", bp));
1937         KASSERT(bufqueue(bp) == bq,
1938             ("bq_remove: Remove buffer %p from wrong queue.", bp));
1939
1940         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1941         if (bp->b_qindex != QUEUE_EMPTY) {
1942                 BUF_ASSERT_XLOCKED(bp);
1943         }
1944         KASSERT(bq->bq_len >= 1,
1945             ("queue %d underflow", bp->b_qindex));
1946         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1947         bq->bq_len--;
1948         bp->b_qindex = QUEUE_NONE;
1949         bp->b_flags &= ~(B_REMFREE | B_REUSE);
1950 }
1951
1952 static void
1953 bd_flush(struct bufdomain *bd, struct bufqueue *bq)
1954 {
1955         struct buf *bp;
1956
1957         BQ_ASSERT_LOCKED(bq);
1958         if (bq != bd->bd_cleanq) {
1959                 BD_LOCK(bd);
1960                 while ((bp = TAILQ_FIRST(&bq->bq_queue)) != NULL) {
1961                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
1962                         TAILQ_INSERT_TAIL(&bd->bd_cleanq->bq_queue, bp,
1963                             b_freelist);
1964                         bp->b_subqueue = bd->bd_cleanq->bq_subqueue;
1965                 }
1966                 bd->bd_cleanq->bq_len += bq->bq_len;
1967                 bq->bq_len = 0;
1968         }
1969         if (bd->bd_wanted) {
1970                 bd->bd_wanted = 0;
1971                 wakeup(&bd->bd_wanted);
1972         }
1973         if (bq != bd->bd_cleanq)
1974                 BD_UNLOCK(bd);
1975 }
1976
1977 static int
1978 bd_flushall(struct bufdomain *bd)
1979 {
1980         struct bufqueue *bq;
1981         int flushed;
1982         int i;
1983
1984         if (bd->bd_lim == 0)
1985                 return (0);
1986         flushed = 0;
1987         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1988                 bq = &bd->bd_subq[i];
1989                 if (bq->bq_len == 0)
1990                         continue;
1991                 BQ_LOCK(bq);
1992                 bd_flush(bd, bq);
1993                 BQ_UNLOCK(bq);
1994                 flushed++;
1995         }
1996
1997         return (flushed);
1998 }
1999
2000 static void
2001 bq_insert(struct bufqueue *bq, struct buf *bp, bool unlock)
2002 {
2003         struct bufdomain *bd;
2004
2005         if (bp->b_qindex != QUEUE_NONE)
2006                 panic("bq_insert: free buffer %p onto another queue?", bp);
2007
2008         bd = bufdomain(bp);
2009         if (bp->b_flags & B_AGE) {
2010                 /* Place this buf directly on the real queue. */
2011                 if (bq->bq_index == QUEUE_CLEAN)
2012                         bq = bd->bd_cleanq;
2013                 BQ_LOCK(bq);
2014                 TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2015         } else {
2016                 BQ_LOCK(bq);
2017                 TAILQ_INSERT_TAIL(&bq->bq_queue, bp, b_freelist);
2018         }
2019         bp->b_flags &= ~(B_AGE | B_REUSE);
2020         bq->bq_len++;
2021         bp->b_qindex = bq->bq_index;
2022         bp->b_subqueue = bq->bq_subqueue;
2023
2024         /*
2025          * Unlock before we notify so that we don't wakeup a waiter that
2026          * fails a trylock on the buf and sleeps again.
2027          */
2028         if (unlock)
2029                 BUF_UNLOCK(bp);
2030
2031         if (bp->b_qindex == QUEUE_CLEAN) {
2032                 /*
2033                  * Flush the per-cpu queue and notify any waiters.
2034                  */
2035                 if (bd->bd_wanted || (bq != bd->bd_cleanq &&
2036                     bq->bq_len >= bd->bd_lim))
2037                         bd_flush(bd, bq);
2038         }
2039         BQ_UNLOCK(bq);
2040 }
2041
2042 /*
2043  *      bufkva_free:
2044  *
2045  *      Free the kva allocation for a buffer.
2046  *
2047  */
2048 static void
2049 bufkva_free(struct buf *bp)
2050 {
2051
2052 #ifdef INVARIANTS
2053         if (bp->b_kvasize == 0) {
2054                 KASSERT(bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
2055                     bp->b_data == unmapped_buf,
2056                     ("Leaked KVA space on %p", bp));
2057         } else if (buf_mapped(bp))
2058                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2059         else
2060                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2061 #endif
2062         if (bp->b_kvasize == 0)
2063                 return;
2064
2065         vmem_free(buffer_arena, (vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
2066         counter_u64_add(bufkvaspace, -bp->b_kvasize);
2067         counter_u64_add(buffreekvacnt, 1);
2068         bp->b_data = bp->b_kvabase = unmapped_buf;
2069         bp->b_kvasize = 0;
2070 }
2071
2072 /*
2073  *      bufkva_alloc:
2074  *
2075  *      Allocate the buffer KVA and set b_kvasize and b_kvabase.
2076  */
2077 static int
2078 bufkva_alloc(struct buf *bp, int maxsize, int gbflags)
2079 {
2080         vm_offset_t addr;
2081         int error;
2082
2083         KASSERT((gbflags & GB_UNMAPPED) == 0 || (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0,
2084             ("Invalid gbflags 0x%x in %s", gbflags, __func__));
2085         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
2086         KASSERT(maxsize <= maxbcachebuf,
2087             ("bufkva_alloc kva too large %d %u", maxsize, maxbcachebuf));
2088
2089         bufkva_free(bp);
2090
2091         addr = 0;
2092         error = vmem_alloc(buffer_arena, maxsize, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr);
2093         if (error != 0) {
2094                 /*
2095                  * Buffer map is too fragmented.  Request the caller
2096                  * to defragment the map.
2097                  */
2098                 return (error);
2099         }
2100         bp->b_kvabase = (caddr_t)addr;
2101         bp->b_kvasize = maxsize;
2102         counter_u64_add(bufkvaspace, bp->b_kvasize);
2103         if ((gbflags & GB_UNMAPPED) != 0) {
2104                 bp->b_data = unmapped_buf;
2105                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
2106         } else {
2107                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
2108                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2109         }
2110         return (0);
2111 }
2112
2113 /*
2114  *      bufkva_reclaim:
2115  *
2116  *      Reclaim buffer kva by freeing buffers holding kva.  This is a vmem
2117  *      callback that fires to avoid returning failure.
2118  */
2119 static void
2120 bufkva_reclaim(vmem_t *vmem, int flags)
2121 {
2122         bool done;
2123         int q;
2124         int i;
2125
2126         done = false;
2127         for (i = 0; i < 5; i++) {
2128                 for (q = 0; q < buf_domains; q++)
2129                         if (buf_recycle(&bdomain[q], true) != 0)
2130                                 done = true;
2131                 if (done)
2132                         break;
2133         }
2134         return;
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.  We must
2139  * clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O . If B_CACHE is set,
2140  * the buffer is valid and we do not have to do anything.
2141  */
2142 static void
2143 breada(struct vnode * vp, daddr_t * rablkno, int * rabsize, int cnt,
2144     struct ucred * cred, int flags, void (*ckhashfunc)(struct buf *))
2145 {
2146         struct buf *rabp;
2147         struct thread *td;
2148         int i;
2149
2150         td = curthread;
2151
2152         for (i = 0; i < cnt; i++, rablkno++, rabsize++) {
2153                 if (inmem(vp, *rablkno))
2154                         continue;
2155                 rabp = getblk(vp, *rablkno, *rabsize, 0, 0, 0);
2156                 if ((rabp->b_flags & B_CACHE) != 0) {
2157                         brelse(rabp);
2158                         continue;
2159                 }
2160 #ifdef RACCT
2161                 if (racct_enable) {
2162                         PROC_LOCK(curproc);
2163                         racct_add_buf(curproc, rabp, 0);
2164                         PROC_UNLOCK(curproc);
2165                 }
2166 #endif /* RACCT */
2167                 td->td_ru.ru_inblock++;
2168                 rabp->b_flags |= B_ASYNC;
2169                 rabp->b_flags &= ~B_INVAL;
2170                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2171                         rabp->b_flags |= B_CKHASH;
2172                         rabp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2173                 }
2174                 rabp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2175                 rabp->b_iocmd = BIO_READ;
2176                 if (rabp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2177                         rabp->b_rcred = crhold(cred);
2178                 vfs_busy_pages(rabp, 0);
2179                 BUF_KERNPROC(rabp);
2180                 rabp->b_iooffset = dbtob(rabp->b_blkno);
2181                 bstrategy(rabp);
2182         }
2183 }
2184
2185 /*
2186  * Entry point for bread() and breadn() via #defines in sys/buf.h.
2187  *
2188  * Get a buffer with the specified data.  Look in the cache first.  We
2189  * must clear BIO_ERROR and B_INVAL prior to initiating I/O.  If B_CACHE
2190  * is set, the buffer is valid and we do not have to do anything, see
2191  * getblk(). Also starts asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2192  *
2193  * Always return a NULL buffer pointer (in bpp) when returning an error.
2194  *
2195  * The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
2196  * the mapping of logical block number to disk block address is done
2197  * by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
2198  * disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
2199  * disk block address is not known, then the same value should be passed
2200  * for blkno and dblkno.
2201  */
2202 int
2203 breadn_flags(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size,
2204     daddr_t *rablkno, int *rabsize, int cnt, struct ucred *cred, int flags,
2205     void (*ckhashfunc)(struct buf *), struct buf **bpp)
2206 {
2207         struct buf *bp;
2208         struct thread *td;
2209         int error, readwait, rv;
2210
2211         CTR3(KTR_BUF, "breadn(%p, %jd, %d)", vp, blkno, size);
2212         td = curthread;
2213         /*
2214          * Can only return NULL if GB_LOCK_NOWAIT or GB_SPARSE flags
2215          * are specified.
2216          */
2217         error = getblkx(vp, blkno, dblkno, size, 0, 0, flags, &bp);
2218         if (error != 0) {
2219                 *bpp = NULL;
2220                 return (error);
2221         }
2222         KASSERT(blkno == bp->b_lblkno,
2223             ("getblkx returned buffer for blkno %jd instead of blkno %jd",
2224             (intmax_t)bp->b_lblkno, (intmax_t)blkno));
2225         flags &= ~GB_NOSPARSE;
2226         *bpp = bp;
2227
2228         /*
2229          * If not found in cache, do some I/O
2230          */
2231         readwait = 0;
2232         if ((bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
2233 #ifdef RACCT
2234                 if (racct_enable) {
2235                         PROC_LOCK(td->td_proc);
2236                         racct_add_buf(td->td_proc, bp, 0);
2237                         PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2238                 }
2239 #endif /* RACCT */
2240                 td->td_ru.ru_inblock++;
2241                 bp->b_iocmd = BIO_READ;
2242                 bp->b_flags &= ~B_INVAL;
2243                 if ((flags & GB_CKHASH) != 0) {
2244                         bp->b_flags |= B_CKHASH;
2245                         bp->b_ckhashcalc = ckhashfunc;
2246                 }
2247                 if ((flags & GB_CVTENXIO) != 0)
2248                         bp->b_xflags |= BX_CVTENXIO;
2249                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2250                 if (bp->b_rcred == NOCRED && cred != NOCRED)
2251                         bp->b_rcred = crhold(cred);
2252                 vfs_busy_pages(bp, 0);
2253                 bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2254                 bstrategy(bp);
2255                 ++readwait;
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Attempt to initiate asynchronous I/O on read-ahead blocks.
2260          */
2261         breada(vp, rablkno, rabsize, cnt, cred, flags, ckhashfunc);
2262
2263         rv = 0;
2264         if (readwait) {
2265                 rv = bufwait(bp);
2266                 if (rv != 0) {
2267                         brelse(bp);
2268                         *bpp = NULL;
2269                 }
2270         }
2271         return (rv);
2272 }
2273
2274 /*
2275  * Write, release buffer on completion.  (Done by iodone
2276  * if async).  Do not bother writing anything if the buffer
2277  * is invalid.
2278  *
2279  * Note that we set B_CACHE here, indicating that buffer is
2280  * fully valid and thus cacheable.  This is true even of NFS
2281  * now so we set it generally.  This could be set either here 
2282  * or in biodone() since the I/O is synchronous.  We put it
2283  * here.
2284  */
2285 int
2286 bufwrite(struct buf *bp)
2287 {
2288         int oldflags;
2289         struct vnode *vp;
2290         long space;
2291         int vp_md;
2292
2293         CTR3(KTR_BUF, "bufwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2294         if ((bp->b_bufobj->bo_flag & BO_DEAD) != 0) {
2295                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF;
2296                 bp->b_flags &= ~B_CACHE;
2297                 brelse(bp);
2298                 return (ENXIO);
2299         }
2300         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2301                 brelse(bp);
2302                 return (0);
2303         }
2304
2305         if (bp->b_flags & B_BARRIER)
2306                 atomic_add_long(&barrierwrites, 1);
2307
2308         oldflags = bp->b_flags;
2309
2310         KASSERT(!(bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG),
2311             ("FFS background buffer should not get here %p", bp));
2312
2313         vp = bp->b_vp;
2314         if (vp)
2315                 vp_md = vp->v_vflag & VV_MD;
2316         else
2317                 vp_md = 0;
2318
2319         /*
2320          * Mark the buffer clean.  Increment the bufobj write count
2321          * before bundirty() call, to prevent other thread from seeing
2322          * empty dirty list and zero counter for writes in progress,
2323          * falsely indicating that the bufobj is clean.
2324          */
2325         bufobj_wref(bp->b_bufobj);
2326         bundirty(bp);
2327
2328         bp->b_flags &= ~B_DONE;
2329         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2330         bp->b_flags |= B_CACHE;
2331         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2332
2333         vfs_busy_pages(bp, 1);
2334
2335         /*
2336          * Normal bwrites pipeline writes
2337          */
2338         bp->b_runningbufspace = bp->b_bufsize;
2339         space = atomic_fetchadd_long(&runningbufspace, bp->b_runningbufspace);
2340
2341 #ifdef RACCT
2342         if (racct_enable) {
2343                 PROC_LOCK(curproc);
2344                 racct_add_buf(curproc, bp, 1);
2345                 PROC_UNLOCK(curproc);
2346         }
2347 #endif /* RACCT */
2348         curthread->td_ru.ru_oublock++;
2349         if (oldflags & B_ASYNC)
2350                 BUF_KERNPROC(bp);
2351         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2352         buf_track(bp, __func__);
2353         bstrategy(bp);
2354
2355         if ((oldflags & B_ASYNC) == 0) {
2356                 int rtval = bufwait(bp);
2357                 brelse(bp);
2358                 return (rtval);
2359         } else if (space > hirunningspace) {
2360                 /*
2361                  * don't allow the async write to saturate the I/O
2362                  * system.  We will not deadlock here because
2363                  * we are blocking waiting for I/O that is already in-progress
2364                  * to complete. We do not block here if it is the update
2365                  * or syncer daemon trying to clean up as that can lead
2366                  * to deadlock.
2367                  */
2368                 if ((curthread->td_pflags & TDP_NORUNNINGBUF) == 0 && !vp_md)
2369                         waitrunningbufspace();
2370         }
2371
2372         return (0);
2373 }
2374
2375 void
2376 bufbdflush(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
2377 {
2378         struct buf *nbp;
2379         struct bufdomain *bd;
2380
2381         bd = &bdomain[bo->bo_domain];
2382         if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh + 10) {
2383                 (void) VOP_FSYNC(bp->b_vp, MNT_NOWAIT, curthread);
2384                 altbufferflushes++;
2385         } else if (bo->bo_dirty.bv_cnt > bd->bd_dirtybufthresh) {
2386                 BO_LOCK(bo);
2387                 /*
2388                  * Try to find a buffer to flush.
2389                  */
2390                 TAILQ_FOREACH(nbp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2391                         if ((nbp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) ||
2392                             BUF_LOCK(nbp,
2393                                      LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL))
2394                                 continue;
2395                         if (bp == nbp)
2396                                 panic("bdwrite: found ourselves");
2397                         BO_UNLOCK(bo);
2398                         /* Don't countdeps with the bo lock held. */
2399                         if (buf_countdeps(nbp, 0)) {
2400                                 BO_LOCK(bo);
2401                                 BUF_UNLOCK(nbp);
2402                                 continue;
2403                         }
2404                         if (nbp->b_flags & B_CLUSTEROK) {
2405                                 vfs_bio_awrite(nbp);
2406                         } else {
2407                                 bremfree(nbp);
2408                                 bawrite(nbp);
2409                         }
2410                         dirtybufferflushes++;
2411                         break;
2412                 }
2413                 if (nbp == NULL)
2414                         BO_UNLOCK(bo);
2415         }
2416 }
2417
2418 /*
2419  * Delayed write. (Buffer is marked dirty).  Do not bother writing
2420  * anything if the buffer is marked invalid.
2421  *
2422  * Note that since the buffer must be completely valid, we can safely
2423  * set B_CACHE.  In fact, we have to set B_CACHE here rather then in
2424  * biodone() in order to prevent getblk from writing the buffer
2425  * out synchronously.
2426  */
2427 void
2428 bdwrite(struct buf *bp)
2429 {
2430         struct thread *td = curthread;
2431         struct vnode *vp;
2432         struct bufobj *bo;
2433
2434         CTR3(KTR_BUF, "bdwrite(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2435         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2436         KASSERT((bp->b_flags & B_BARRIER) == 0,
2437             ("Barrier request in delayed write %p", bp));
2438
2439         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2440                 brelse(bp);
2441                 return;
2442         }
2443
2444         /*
2445          * If we have too many dirty buffers, don't create any more.
2446          * If we are wildly over our limit, then force a complete
2447          * cleanup. Otherwise, just keep the situation from getting
2448          * out of control. Note that we have to avoid a recursive
2449          * disaster and not try to clean up after our own cleanup!
2450          */
2451         vp = bp->b_vp;
2452         bo = bp->b_bufobj;
2453         if ((td->td_pflags & (TDP_COWINPROGRESS|TDP_INBDFLUSH)) == 0) {
2454                 td->td_pflags |= TDP_INBDFLUSH;
2455                 BO_BDFLUSH(bo, bp);
2456                 td->td_pflags &= ~TDP_INBDFLUSH;
2457         } else
2458                 recursiveflushes++;
2459
2460         bdirty(bp);
2461         /*
2462          * Set B_CACHE, indicating that the buffer is fully valid.  This is
2463          * true even of NFS now.
2464          */
2465         bp->b_flags |= B_CACHE;
2466
2467         /*
2468          * This bmap keeps the system from needing to do the bmap later,
2469          * perhaps when the system is attempting to do a sync.  Since it
2470          * is likely that the indirect block -- or whatever other datastructure
2471          * that the filesystem needs is still in memory now, it is a good
2472          * thing to do this.  Note also, that if the pageout daemon is
2473          * requesting a sync -- there might not be enough memory to do
2474          * the bmap then...  So, this is important to do.
2475          */
2476         if (vp->v_type != VCHR && bp->b_lblkno == bp->b_blkno) {
2477                 VOP_BMAP(vp, bp->b_lblkno, NULL, &bp->b_blkno, NULL, NULL);
2478         }
2479
2480         buf_track(bp, __func__);
2481
2482         /*
2483          * Set the *dirty* buffer range based upon the VM system dirty
2484          * pages.
2485          *
2486          * Mark the buffer pages as clean.  We need to do this here to
2487          * satisfy the vnode_pager and the pageout daemon, so that it
2488          * thinks that the pages have been "cleaned".  Note that since
2489          * the pages are in a delayed write buffer -- the VFS layer
2490          * "will" see that the pages get written out on the next sync,
2491          * or perhaps the cluster will be completed.
2492          */
2493         vfs_clean_pages_dirty_buf(bp);
2494         bqrelse(bp);
2495
2496         /*
2497          * note: we cannot initiate I/O from a bdwrite even if we wanted to,
2498          * due to the softdep code.
2499          */
2500 }
2501
2502 /*
2503  *      bdirty:
2504  *
2505  *      Turn buffer into delayed write request.  We must clear BIO_READ and
2506  *      B_RELBUF, and we must set B_DELWRI.  We reassign the buffer to 
2507  *      itself to properly update it in the dirty/clean lists.  We mark it
2508  *      B_DONE to ensure that any asynchronization of the buffer properly
2509  *      clears B_DONE ( else a panic will occur later ).  
2510  *
2511  *      bdirty() is kinda like bdwrite() - we have to clear B_INVAL which
2512  *      might have been set pre-getblk().  Unlike bwrite/bdwrite, bdirty()
2513  *      should only be called if the buffer is known-good.
2514  *
2515  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2516  *      count.
2517  *
2518  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2519  */
2520 void
2521 bdirty(struct buf *bp)
2522 {
2523
2524         CTR3(KTR_BUF, "bdirty(%p) vp %p flags %X",
2525             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2526         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2527         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2528             ("bdirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2529         bp->b_flags &= ~(B_RELBUF);
2530         bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
2531
2532         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
2533                 bp->b_flags |= /* XXX B_DONE | */ B_DELWRI;
2534                 reassignbuf(bp);
2535                 bdirtyadd(bp);
2536         }
2537 }
2538
2539 /*
2540  *      bundirty:
2541  *
2542  *      Clear B_DELWRI for buffer.
2543  *
2544  *      Since the buffer is not on a queue, we do not update the numfreebuffers
2545  *      count.
2546  *
2547  *      The buffer must be on QUEUE_NONE.
2548  */
2549
2550 void
2551 bundirty(struct buf *bp)
2552 {
2553
2554         CTR3(KTR_BUF, "bundirty(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2555         KASSERT(bp->b_bufobj != NULL, ("No b_bufobj %p", bp));
2556         KASSERT(bp->b_flags & B_REMFREE || bp->b_qindex == QUEUE_NONE,
2557             ("bundirty: buffer %p still on queue %d", bp, bp->b_qindex));
2558
2559         if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
2560                 bp->b_flags &= ~B_DELWRI;
2561                 reassignbuf(bp);
2562                 bdirtysub(bp);
2563         }
2564         /*
2565          * Since it is now being written, we can clear its deferred write flag.
2566          */
2567         bp->b_flags &= ~B_DEFERRED;
2568 }
2569
2570 /*
2571  *      bawrite:
2572  *
2573  *      Asynchronous write.  Start output on a buffer, but do not wait for
2574  *      it to complete.  The buffer is released when the output completes.
2575  *
2576  *      bwrite() ( or the VOP routine anyway ) is responsible for handling 
2577  *      B_INVAL buffers.  Not us.
2578  */
2579 void
2580 bawrite(struct buf *bp)
2581 {
2582
2583         bp->b_flags |= B_ASYNC;
2584         (void) bwrite(bp);
2585 }
2586
2587 /*
2588  *      babarrierwrite:
2589  *
2590  *      Asynchronous barrier write.  Start output on a buffer, but do not
2591  *      wait for it to complete.  Place a write barrier after this write so
2592  *      that this buffer and all buffers written before it are committed to
2593  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2594  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2595  */
2596 void
2597 babarrierwrite(struct buf *bp)
2598 {
2599
2600         bp->b_flags |= B_ASYNC | B_BARRIER;
2601         (void) bwrite(bp);
2602 }
2603
2604 /*
2605  *      bbarrierwrite:
2606  *
2607  *      Synchronous barrier write.  Start output on a buffer and wait for
2608  *      it to complete.  Place a write barrier after this write so that
2609  *      this buffer and all buffers written before it are committed to 
2610  *      the disk before any buffers written after this write are committed
2611  *      to the disk.  The buffer is released when the output completes.
2612  */
2613 int
2614 bbarrierwrite(struct buf *bp)
2615 {
2616
2617         bp->b_flags |= B_BARRIER;
2618         return (bwrite(bp));
2619 }
2620
2621 /*
2622  *      bwillwrite:
2623  *
2624  *      Called prior to the locking of any vnodes when we are expecting to
2625  *      write.  We do not want to starve the buffer cache with too many
2626  *      dirty buffers so we block here.  By blocking prior to the locking
2627  *      of any vnodes we attempt to avoid the situation where a locked vnode
2628  *      prevents the various system daemons from flushing related buffers.
2629  */
2630 void
2631 bwillwrite(void)
2632 {
2633
2634         if (buf_dirty_count_severe()) {
2635                 mtx_lock(&bdirtylock);
2636                 while (buf_dirty_count_severe()) {
2637                         bdirtywait = 1;
2638                         msleep(&bdirtywait, &bdirtylock, (PRIBIO + 4),
2639                             "flswai", 0);
2640                 }
2641                 mtx_unlock(&bdirtylock);
2642         }
2643 }
2644
2645 /*
2646  * Return true if we have too many dirty buffers.
2647  */
2648 int
2649 buf_dirty_count_severe(void)
2650 {
2651
2652         return (!BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdhidirty));
2653 }
2654
2655 /*
2656  *      brelse:
2657  *
2658  *      Release a busy buffer and, if requested, free its resources.  The
2659  *      buffer will be stashed in the appropriate bufqueue[] allowing it
2660  *      to be accessed later as a cache entity or reused for other purposes.
2661  */
2662 void
2663 brelse(struct buf *bp)
2664 {
2665         struct mount *v_mnt;
2666         int qindex;
2667
2668         /*
2669          * Many functions erroneously call brelse with a NULL bp under rare
2670          * error conditions. Simply return when called with a NULL bp.
2671          */
2672         if (bp == NULL)
2673                 return;
2674         CTR3(KTR_BUF, "brelse(%p) vp %p flags %X",
2675             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2676         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2677             ("brelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2678         KASSERT((bp->b_flags & B_VMIO) != 0 || (bp->b_flags & B_NOREUSE) == 0,
2679             ("brelse: non-VMIO buffer marked NOREUSE"));
2680
2681         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2682                 /*
2683                  * Do not process, in particular, do not handle the
2684                  * B_INVAL/B_RELBUF and do not release to free list.
2685                  */
2686                 BUF_UNLOCK(bp);
2687                 return;
2688         }
2689
2690         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2691                 bqrelse(bp);
2692                 return;
2693         }
2694
2695         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2696                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2697         } else {
2698                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2699                     ("brelse: SU io not finished bp %p", bp));
2700         }
2701
2702         if ((bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG | BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2703                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2704                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2705                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2706                 bdirty(bp);
2707         }
2708
2709         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2710             (bp->b_flags & B_INVALONERR)) {
2711                 /*
2712                  * Forced invalidation of dirty buffer contents, to be used
2713                  * after a failed write in the rare case that the loss of the
2714                  * contents is acceptable.  The buffer is invalidated and
2715                  * freed.
2716                  */
2717                 bp->b_flags |= B_INVAL | B_RELBUF | B_NOCACHE;
2718                 bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_CACHE);
2719         }
2720
2721         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE && (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) &&
2722             (bp->b_error != ENXIO || !LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) &&
2723             !(bp->b_flags & B_INVAL)) {
2724                 /*
2725                  * Failed write, redirty.  All errors except ENXIO (which
2726                  * means the device is gone) are treated as being
2727                  * transient.
2728                  *
2729                  * XXX Treating EIO as transient is not correct; the
2730                  * contract with the local storage device drivers is that
2731                  * they will only return EIO once the I/O is no longer
2732                  * retriable.  Network I/O also respects this through the
2733                  * guarantees of TCP and/or the internal retries of NFS.
2734                  * ENOMEM might be transient, but we also have no way of
2735                  * knowing when its ok to retry/reschedule.  In general,
2736                  * this entire case should be made obsolete through better
2737                  * error handling/recovery and resource scheduling.
2738                  *
2739                  * Do this also for buffers that failed with ENXIO, but have
2740                  * non-empty dependencies - the soft updates code might need
2741                  * to access the buffer to untangle them.
2742                  *
2743                  * Must clear BIO_ERROR to prevent pages from being scrapped.
2744                  */
2745                 bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
2746                 bdirty(bp);
2747         } else if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL)) ||
2748             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) || (bp->b_bufsize <= 0)) {
2749                 /*
2750                  * Either a failed read I/O, or we were asked to free or not
2751                  * cache the buffer, or we failed to write to a device that's
2752                  * no longer present.
2753                  */
2754                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2755                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
2756                         buf_deallocate(bp);
2757                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2758                         bdirtysub(bp);
2759                 bp->b_flags &= ~(B_DELWRI | B_CACHE);
2760                 if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
2761                         allocbuf(bp, 0);
2762                         if (bp->b_vp)
2763                                 brelvp(bp);
2764                 }
2765         }
2766
2767         /*
2768          * We must clear B_RELBUF if B_DELWRI is set.  If vfs_vmio_truncate() 
2769          * is called with B_DELWRI set, the underlying pages may wind up
2770          * getting freed causing a previous write (bdwrite()) to get 'lost'
2771          * because pages associated with a B_DELWRI bp are marked clean.
2772          * 
2773          * We still allow the B_INVAL case to call vfs_vmio_truncate(), even
2774          * if B_DELWRI is set.
2775          */
2776         if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2777                 bp->b_flags &= ~B_RELBUF;
2778
2779         /*
2780          * VMIO buffer rundown.  It is not very necessary to keep a VMIO buffer
2781          * constituted, not even NFS buffers now.  Two flags effect this.  If
2782          * B_INVAL, the struct buf is invalidated but the VM object is kept
2783          * around ( i.e. so it is trivial to reconstitute the buffer later ).
2784          *
2785          * If BIO_ERROR or B_NOCACHE is set, pages in the VM object will be
2786          * invalidated.  BIO_ERROR cannot be set for a failed write unless the
2787          * buffer is also B_INVAL because it hits the re-dirtying code above.
2788          *
2789          * Normally we can do this whether a buffer is B_DELWRI or not.  If
2790          * the buffer is an NFS buffer, it is tracking piecemeal writes or
2791          * the commit state and we cannot afford to lose the buffer. If the
2792          * buffer has a background write in progress, we need to keep it
2793          * around to prevent it from being reconstituted and starting a second
2794          * background write.
2795          */
2796
2797         v_mnt = bp->b_vp != NULL ? bp->b_vp->v_mount : NULL;
2798
2799         if ((bp->b_flags & B_VMIO) && (bp->b_flags & B_NOCACHE ||
2800             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR && bp->b_iocmd == BIO_READ)) &&
2801             (v_mnt == NULL || (v_mnt->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) == 0 ||
2802             vn_isdisk(bp->b_vp) || (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)) {
2803                 vfs_vmio_invalidate(bp);
2804                 allocbuf(bp, 0);
2805         }
2806
2807         if ((bp->b_flags & (B_INVAL | B_RELBUF)) != 0 ||
2808             (bp->b_flags & (B_DELWRI | B_NOREUSE)) == B_NOREUSE) {
2809                 allocbuf(bp, 0);
2810                 bp->b_flags &= ~B_NOREUSE;
2811                 if (bp->b_vp != NULL)
2812                         brelvp(bp);
2813         }
2814
2815         /*
2816          * If the buffer has junk contents signal it and eventually
2817          * clean up B_DELWRI and diassociate the vnode so that gbincore()
2818          * doesn't find it.
2819          */
2820         if (bp->b_bufsize == 0 || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) != 0 ||
2821             (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF)) != 0)
2822                 bp->b_flags |= B_INVAL;
2823         if (bp->b_flags & B_INVAL) {
2824                 if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2825                         bundirty(bp);
2826                 if (bp->b_vp)
2827                         brelvp(bp);
2828         }
2829
2830         buf_track(bp, __func__);
2831
2832         /* buffers with no memory */
2833         if (bp->b_bufsize == 0) {
2834                 buf_free(bp);
2835                 return;
2836         }
2837         /* buffers with junk contents */
2838         if (bp->b_flags & (B_INVAL | B_NOCACHE | B_RELBUF) ||
2839             (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
2840                 bp->b_xflags &= ~(BX_BKGRDWRITE | BX_ALTDATA);
2841                 if (bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG)
2842                         panic("losing buffer 2");
2843                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2844                 bp->b_flags |= B_AGE;
2845         /* remaining buffers */
2846         } else if (bp->b_flags & B_DELWRI)
2847                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2848         else
2849                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2850
2851         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 && (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2852                 panic("brelse: not dirty");
2853
2854         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_RELBUF | B_DIRECT);
2855         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2856         /* binsfree unlocks bp. */
2857         binsfree(bp, qindex);
2858 }
2859
2860 /*
2861  * Release a buffer back to the appropriate queue but do not try to free
2862  * it.  The buffer is expected to be used again soon.
2863  *
2864  * bqrelse() is used by bdwrite() to requeue a delayed write, and used by
2865  * biodone() to requeue an async I/O on completion.  It is also used when
2866  * known good buffers need to be requeued but we think we may need the data
2867  * again soon.
2868  *
2869  * XXX we should be able to leave the B_RELBUF hint set on completion.
2870  */
2871 void
2872 bqrelse(struct buf *bp)
2873 {
2874         int qindex;
2875
2876         CTR3(KTR_BUF, "bqrelse(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
2877         KASSERT(!(bp->b_flags & (B_CLUSTER|B_PAGING)),
2878             ("bqrelse: inappropriate B_PAGING or B_CLUSTER bp %p", bp));
2879
2880         qindex = QUEUE_NONE;
2881         if (BUF_LOCKRECURSED(bp)) {
2882                 /* do not release to free list */
2883                 BUF_UNLOCK(bp);
2884                 return;
2885         }
2886         bp->b_flags &= ~(B_ASYNC | B_NOCACHE | B_AGE | B_RELBUF);
2887         bp->b_xflags &= ~(BX_CVTENXIO);
2888
2889         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
2890                 bp->b_flags &= ~B_IOSTARTED;
2891         } else {
2892                 KASSERT((bp->b_flags & B_IOSTARTED) == 0,
2893                     ("bqrelse: SU io not finished bp %p", bp));
2894         }
2895
2896         if (bp->b_flags & B_MANAGED) {
2897                 if (bp->b_flags & B_REMFREE)
2898                         bremfreef(bp);
2899                 goto out;
2900         }
2901
2902         /* buffers with stale but valid contents */
2903         if ((bp->b_flags & B_DELWRI) != 0 || (bp->b_vflags & (BV_BKGRDINPROG |
2904             BV_BKGRDERR)) == BV_BKGRDERR) {
2905                 BO_LOCK(bp->b_bufobj);
2906                 bp->b_vflags &= ~BV_BKGRDERR;
2907                 BO_UNLOCK(bp->b_bufobj);
2908                 qindex = QUEUE_DIRTY;
2909         } else {
2910                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0 &&
2911                     (bp->b_xflags & BX_VNDIRTY))
2912                         panic("bqrelse: not dirty");
2913                 if ((bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0) {
2914                         brelse(bp);
2915                         return;
2916                 }
2917                 qindex = QUEUE_CLEAN;
2918         }
2919         buf_track(bp, __func__);
2920         /* binsfree unlocks bp. */
2921         binsfree(bp, qindex);
2922         return;
2923
2924 out:
2925         buf_track(bp, __func__);
2926         /* unlock */
2927         BUF_UNLOCK(bp);
2928 }
2929
2930 /*
2931  * Complete I/O to a VMIO backed page.  Validate the pages as appropriate,
2932  * restore bogus pages.
2933  */
2934 static void
2935 vfs_vmio_iodone(struct buf *bp)
2936 {
2937         vm_ooffset_t foff;
2938         vm_page_t m;
2939         vm_object_t obj;
2940         struct vnode *vp __unused;
2941         int i, iosize, resid;
2942         bool bogus;
2943
2944         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
2945         KASSERT(blockcount_read(&obj->paging_in_progress) >= bp->b_npages,
2946             ("vfs_vmio_iodone: paging in progress(%d) < b_npages(%d)",
2947             blockcount_read(&obj->paging_in_progress), bp->b_npages));
2948
2949         vp = bp->b_vp;
2950         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
2951         VNPASS(vp->v_object != NULL, vp);
2952
2953         foff = bp->b_offset;
2954         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
2955             ("vfs_vmio_iodone: bp %p has no buffer offset", bp));
2956
2957         bogus = false;
2958         iosize = bp->b_bcount - bp->b_resid;
2959         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
2960                 resid = ((foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK) - foff;
2961                 if (resid > iosize)
2962                         resid = iosize;
2963
2964                 /*
2965                  * cleanup bogus pages, restoring the originals
2966                  */
2967                 m = bp->b_pages[i];
2968                 if (m == bogus_page) {
2969                         bogus = true;
2970                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(foff));
2971                         if (m == NULL)
2972                                 panic("biodone: page disappeared!");
2973                         bp->b_pages[i] = m;
2974                 } else if ((bp->b_iocmd == BIO_READ) && resid > 0) {
2975                         /*
2976                          * In the write case, the valid and clean bits are
2977                          * already changed correctly ( see bdwrite() ), so we 
2978                          * only need to do this here in the read case.
2979                          */
2980                         KASSERT((m->dirty & vm_page_bits(foff & PAGE_MASK,
2981                             resid)) == 0, ("vfs_vmio_iodone: page %p "
2982                             "has unexpected dirty bits", m));
2983                         vfs_page_set_valid(bp, foff, m);
2984                 }
2985                 KASSERT(OFF_TO_IDX(foff) == m->pindex,
2986                     ("vfs_vmio_iodone: foff(%jd)/pindex(%ju) mismatch",
2987                     (intmax_t)foff, (uintmax_t)m->pindex));
2988
2989                 vm_page_sunbusy(m);
2990                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
2991                 iosize -= resid;
2992         }
2993         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
2994         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
2995                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
2996                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
2997                     bp->b_pages, bp->b_npages);
2998         }
2999 }
3000
3001 /*
3002  * Perform page invalidation when a buffer is released.  The fully invalid
3003  * pages will be reclaimed later in vfs_vmio_truncate().
3004  */
3005 static void
3006 vfs_vmio_invalidate(struct buf *bp)
3007 {
3008         vm_object_t obj;
3009         vm_page_t m;
3010         int flags, i, resid, poffset, presid;
3011
3012         if (buf_mapped(bp)) {
3013                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3014                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), bp->b_npages);
3015         } else
3016                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3017         /*
3018          * Get the base offset and length of the buffer.  Note that 
3019          * in the VMIO case if the buffer block size is not
3020          * page-aligned then b_data pointer may not be page-aligned.
3021          * But our b_pages[] array *IS* page aligned.
3022          *
3023          * block sizes less then DEV_BSIZE (usually 512) are not 
3024          * supported due to the page granularity bits (m->valid,
3025          * m->dirty, etc...). 
3026          *
3027          * See man buf(9) for more information
3028          */
3029         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3030         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3031         resid = bp->b_bufsize;
3032         poffset = bp->b_offset & PAGE_MASK;
3033         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3034         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3035                 m = bp->b_pages[i];
3036                 if (m == bogus_page)
3037                         panic("vfs_vmio_invalidate: Unexpected bogus page.");
3038                 bp->b_pages[i] = NULL;
3039
3040                 presid = resid > (PAGE_SIZE - poffset) ?
3041                     (PAGE_SIZE - poffset) : resid;
3042                 KASSERT(presid >= 0, ("brelse: extra page"));
3043                 vm_page_busy_acquire(m, VM_ALLOC_SBUSY);
3044                 if (pmap_page_wired_mappings(m) == 0)
3045                         vm_page_set_invalid(m, poffset, presid);
3046                 vm_page_sunbusy(m);
3047                 vm_page_release_locked(m, flags);
3048                 resid -= presid;
3049                 poffset = 0;
3050         }
3051         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3052         bp->b_npages = 0;
3053 }
3054
3055 /*
3056  * Page-granular truncation of an existing VMIO buffer.
3057  */
3058 static void
3059 vfs_vmio_truncate(struct buf *bp, int desiredpages)
3060 {
3061         vm_object_t obj;
3062         vm_page_t m;
3063         int flags, i;
3064
3065         if (bp->b_npages == desiredpages)
3066                 return;
3067
3068         if (buf_mapped(bp)) {
3069                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3070                 pmap_qremove((vm_offset_t)trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data) +
3071                     (desiredpages << PAGE_SHIFT), bp->b_npages - desiredpages);
3072         } else
3073                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3074
3075         /*
3076          * The object lock is needed only if we will attempt to free pages.
3077          */
3078         flags = (bp->b_flags & B_NOREUSE) != 0 ? VPR_NOREUSE : 0;
3079         if ((bp->b_flags & B_DIRECT) != 0) {
3080                 flags |= VPR_TRYFREE;
3081                 obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3082                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
3083         } else {
3084                 obj = NULL;
3085         }
3086         for (i = desiredpages; i < bp->b_npages; i++) {
3087                 m = bp->b_pages[i];
3088                 KASSERT(m != bogus_page, ("allocbuf: bogus page found"));
3089                 bp->b_pages[i] = NULL;
3090                 if (obj != NULL)
3091                         vm_page_release_locked(m, flags);
3092                 else
3093                         vm_page_release(m, flags);
3094         }
3095         if (obj != NULL)
3096                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
3097         bp->b_npages = desiredpages;
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Byte granular extension of VMIO buffers.
3102  */
3103 static void
3104 vfs_vmio_extend(struct buf *bp, int desiredpages, int size)
3105 {
3106         /*
3107          * We are growing the buffer, possibly in a 
3108          * byte-granular fashion.
3109          */
3110         vm_object_t obj;
3111         vm_offset_t toff;
3112         vm_offset_t tinc;
3113         vm_page_t m;
3114
3115         /*
3116          * Step 1, bring in the VM pages from the object, allocating
3117          * them if necessary.  We must clear B_CACHE if these pages
3118          * are not valid for the range covered by the buffer.
3119          */
3120         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
3121         if (bp->b_npages < desiredpages) {
3122                 KASSERT(desiredpages <= atop(maxbcachebuf),
3123                     ("vfs_vmio_extend past maxbcachebuf %p %d %u",
3124                     bp, desiredpages, maxbcachebuf));
3125
3126                 /*
3127                  * We must allocate system pages since blocking
3128                  * here could interfere with paging I/O, no
3129                  * matter which process we are.
3130                  *
3131                  * Only exclusive busy can be tested here.
3132                  * Blocking on shared busy might lead to
3133                  * deadlocks once allocbuf() is called after
3134                  * pages are vfs_busy_pages().
3135                  */
3136                 (void)vm_page_grab_pages_unlocked(obj,
3137                     OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + bp->b_npages,
3138                     VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
3139                     VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED,
3140                     &bp->b_pages[bp->b_npages], desiredpages - bp->b_npages);
3141                 bp->b_npages = desiredpages;
3142         }
3143
3144         /*
3145          * Step 2.  We've loaded the pages into the buffer,
3146          * we have to figure out if we can still have B_CACHE
3147          * set.  Note that B_CACHE is set according to the
3148          * byte-granular range ( bcount and size ), not the
3149          * aligned range ( newbsize ).
3150          *
3151          * The VM test is against m->valid, which is DEV_BSIZE
3152          * aligned.  Needless to say, the validity of the data
3153          * needs to also be DEV_BSIZE aligned.  Note that this
3154          * fails with NFS if the server or some other client
3155          * extends the file's EOF.  If our buffer is resized, 
3156          * B_CACHE may remain set! XXX
3157          */
3158         toff = bp->b_bcount;
3159         tinc = PAGE_SIZE - ((bp->b_offset + toff) & PAGE_MASK);
3160         while ((bp->b_flags & B_CACHE) && toff < size) {
3161                 vm_pindex_t pi;
3162
3163                 if (tinc > (size - toff))
3164                         tinc = size - toff;
3165                 pi = ((bp->b_offset & PAGE_MASK) + toff) >> PAGE_SHIFT;
3166                 m = bp->b_pages[pi];
3167                 vfs_buf_test_cache(bp, bp->b_offset, toff, tinc, m);
3168                 toff += tinc;
3169                 tinc = PAGE_SIZE;
3170         }
3171
3172         /*
3173          * Step 3, fixup the KVA pmap.
3174          */
3175         if (buf_mapped(bp))
3176                 bpmap_qenter(bp);
3177         else
3178                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3179 }
3180
3181 /*
3182  * Check to see if a block at a particular lbn is available for a clustered
3183  * write.
3184  */
3185 static int
3186 vfs_bio_clcheck(struct vnode *vp, int size, daddr_t lblkno, daddr_t blkno)
3187 {
3188         struct buf *bpa;
3189         int match;
3190
3191         match = 0;
3192
3193         /* If the buf isn't in core skip it */
3194         if ((bpa = gbincore(&vp->v_bufobj, lblkno)) == NULL)
3195                 return (0);
3196
3197         /* If the buf is busy we don't want to wait for it */
3198         if (BUF_LOCK(bpa, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL) != 0)
3199                 return (0);
3200
3201         /* Only cluster with valid clusterable delayed write buffers */
3202         if ((bpa->b_flags & (B_DELWRI | B_CLUSTEROK | B_INVAL)) !=
3203             (B_DELWRI | B_CLUSTEROK))
3204                 goto done;
3205
3206         if (bpa->b_bufsize != size)
3207                 goto done;
3208
3209         /*
3210          * Check to see if it is in the expected place on disk and that the
3211          * block has been mapped.
3212          */
3213         if ((bpa->b_blkno != bpa->b_lblkno) && (bpa->b_blkno == blkno))
3214                 match = 1;
3215 done:
3216         BUF_UNLOCK(bpa);
3217         return (match);
3218 }
3219
3220 /*
3221  *      vfs_bio_awrite:
3222  *
3223  *      Implement clustered async writes for clearing out B_DELWRI buffers.
3224  *      This is much better then the old way of writing only one buffer at
3225  *      a time.  Note that we may not be presented with the buffers in the 
3226  *      correct order, so we search for the cluster in both directions.
3227  */
3228 int
3229 vfs_bio_awrite(struct buf *bp)
3230 {
3231         struct bufobj *bo;
3232         int i;
3233         int j;
3234         daddr_t lblkno = bp->b_lblkno;
3235         struct vnode *vp = bp->b_vp;
3236         int ncl;
3237         int nwritten;
3238         int size;
3239         int maxcl;
3240         int gbflags;
3241
3242         bo = &vp->v_bufobj;
3243         gbflags = (bp->b_data == unmapped_buf) ? GB_UNMAPPED : 0;
3244         /*
3245          * right now we support clustered writing only to regular files.  If
3246          * we find a clusterable block we could be in the middle of a cluster
3247          * rather then at the beginning.
3248          */
3249         if ((vp->v_type == VREG) && 
3250             (vp->v_mount != 0) && /* Only on nodes that have the size info */
3251             (bp->b_flags & (B_CLUSTEROK | B_INVAL)) == B_CLUSTEROK) {
3252                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3253                 maxcl = maxphys / size;
3254
3255                 BO_RLOCK(bo);
3256                 for (i = 1; i < maxcl; i++)
3257                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno + i,
3258                             bp->b_blkno + ((i * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3259                                 break;
3260
3261                 for (j = 1; i + j <= maxcl && j <= lblkno; j++) 
3262                         if (vfs_bio_clcheck(vp, size, lblkno - j,
3263                             bp->b_blkno - ((j * size) >> DEV_BSHIFT)) == 0)
3264                                 break;
3265                 BO_RUNLOCK(bo);
3266                 --j;
3267                 ncl = i + j;
3268                 /*
3269                  * this is a possible cluster write
3270                  */
3271                 if (ncl != 1) {
3272                         BUF_UNLOCK(bp);
3273                         nwritten = cluster_wbuild(vp, size, lblkno - j, ncl,
3274                             gbflags);
3275                         return (nwritten);
3276                 }
3277         }
3278         bremfree(bp);
3279         bp->b_flags |= B_ASYNC;
3280         /*
3281          * default (old) behavior, writing out only one block
3282          *
3283          * XXX returns b_bufsize instead of b_bcount for nwritten?
3284          */
3285         nwritten = bp->b_bufsize;
3286         (void) bwrite(bp);
3287
3288         return (nwritten);
3289 }
3290
3291 /*
3292  *      getnewbuf_kva:
3293  *
3294  *      Allocate KVA for an empty buf header according to gbflags.
3295  */
3296 static int
3297 getnewbuf_kva(struct buf *bp, int gbflags, int maxsize)
3298 {
3299
3300         if ((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_UNMAPPED) {
3301                 /*
3302                  * In order to keep fragmentation sane we only allocate kva
3303                  * in BKVASIZE chunks.  XXX with vmem we can do page size.
3304                  */
3305                 maxsize = (maxsize + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
3306
3307                 if (maxsize != bp->b_kvasize &&
3308                     bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags))
3309                         return (ENOSPC);
3310         }
3311         return (0);
3312 }
3313
3314 /*
3315  *      getnewbuf:
3316  *
3317  *      Find and initialize a new buffer header, freeing up existing buffers
3318  *      in the bufqueues as necessary.  The new buffer is returned locked.
3319  *
3320  *      We block if:
3321  *              We have insufficient buffer headers
3322  *              We have insufficient buffer space
3323  *              buffer_arena is too fragmented ( space reservation fails )
3324  *              If we have to flush dirty buffers ( but we try to avoid this )
3325  *
3326  *      The caller is responsible for releasing the reserved bufspace after
3327  *      allocbuf() is called.
3328  */
3329 static struct buf *
3330 getnewbuf(struct vnode *vp, int slpflag, int slptimeo, int maxsize, int gbflags)
3331 {
3332         struct bufdomain *bd;
3333         struct buf *bp;
3334         bool metadata, reserved;
3335
3336         bp = NULL;
3337         KASSERT((gbflags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3338             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3339         if (!unmapped_buf_allowed)
3340                 gbflags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3341
3342         if (vp == NULL || (vp->v_vflag & (VV_MD | VV_SYSTEM)) != 0 ||
3343             vp->v_type == VCHR)
3344                 metadata = true;
3345         else
3346                 metadata = false;
3347         if (vp == NULL)
3348                 bd = &bdomain[0];
3349         else
3350                 bd = &bdomain[vp->v_bufobj.bo_domain];
3351
3352         counter_u64_add(getnewbufcalls, 1);
3353         reserved = false;
3354         do {
3355                 if (reserved == false &&
3356                     bufspace_reserve(bd, maxsize, metadata) != 0) {
3357                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3358                         continue;
3359                 }
3360                 reserved = true;
3361                 if ((bp = buf_alloc(bd)) == NULL) {
3362                         counter_u64_add(getnewbufrestarts, 1);
3363                         continue;
3364                 }
3365                 if (getnewbuf_kva(bp, gbflags, maxsize) == 0)
3366                         return (bp);
3367                 break;
3368         } while (buf_recycle(bd, false) == 0);
3369
3370         if (reserved)
3371                 bufspace_release(bd, maxsize);
3372         if (bp != NULL) {
3373                 bp->b_flags |= B_INVAL;
3374                 brelse(bp);
3375         }
3376         bufspace_wait(bd, vp, gbflags, slpflag, slptimeo);
3377
3378         return (NULL);
3379 }
3380
3381 /*
3382  *      buf_daemon:
3383  *
3384  *      buffer flushing daemon.  Buffers are normally flushed by the
3385  *      update daemon but if it cannot keep up this process starts to
3386  *      take the load in an attempt to prevent getnewbuf() from blocking.
3387  */
3388 static struct kproc_desc buf_kp = {
3389         "bufdaemon",
3390         buf_daemon,
3391         &bufdaemonproc
3392 };
3393 SYSINIT(bufdaemon, SI_SUB_KTHREAD_BUF, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &buf_kp);
3394
3395 static int
3396 buf_flush(struct vnode *vp, struct bufdomain *bd, int target)
3397 {
3398         int flushed;
3399
3400         flushed = flushbufqueues(vp, bd, target, 0);
3401         if (flushed == 0) {
3402                 /*
3403                  * Could not find any buffers without rollback
3404                  * dependencies, so just write the first one
3405                  * in the hopes of eventually making progress.
3406                  */
3407                 if (vp != NULL && target > 2)
3408                         target /= 2;
3409                 flushbufqueues(vp, bd, target, 1);
3410         }
3411         return (flushed);
3412 }
3413
3414 static void
3415 buf_daemon_shutdown(void *arg __unused, int howto __unused)
3416 {
3417         int error;
3418
3419         mtx_lock(&bdlock);
3420         bd_shutdown = true;
3421         wakeup(&bd_request);
3422         error = msleep(&bd_shutdown, &bdlock, 0, "buf_daemon_shutdown",
3423             60 * hz);
3424         mtx_unlock(&bdlock);
3425         if (error != 0)
3426                 printf("bufdaemon wait error: %d\n", error);
3427 }
3428
3429 static void
3430 buf_daemon(void)
3431 {
3432         struct bufdomain *bd;
3433         int speedupreq;
3434         int lodirty;
3435         int i;
3436
3437         /*
3438          * This process needs to be suspended prior to shutdown sync.
3439          */
3440         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, buf_daemon_shutdown, NULL,
3441             SHUTDOWN_PRI_LAST + 100);
3442
3443         /*
3444          * Start the buf clean daemons as children threads.
3445          */
3446         for (i = 0 ; i < buf_domains; i++) {
3447                 int error;
3448
3449                 error = kthread_add((void (*)(void *))bufspace_daemon,
3450                     &bdomain[i], curproc, NULL, 0, 0, "bufspacedaemon-%d", i);
3451                 if (error)
3452                         panic("error %d spawning bufspace daemon", error);
3453         }
3454
3455         /*
3456          * This process is allowed to take the buffer cache to the limit
3457          */
3458         curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF | TDP_BUFNEED;
3459         mtx_lock(&bdlock);
3460         while (!bd_shutdown) {
3461                 bd_request = 0;
3462                 mtx_unlock(&bdlock);
3463
3464                 /*
3465                  * Save speedupreq for this pass and reset to capture new
3466                  * requests.
3467                  */
3468                 speedupreq = bd_speedupreq;
3469                 bd_speedupreq = 0;
3470
3471                 /*
3472                  * Flush each domain sequentially according to its level and
3473                  * the speedup request.
3474                  */
3475                 for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
3476                         bd = &bdomain[i];
3477                         if (speedupreq)
3478                                 lodirty = bd->bd_numdirtybuffers / 2;
3479                         else
3480                                 lodirty = bd->bd_lodirtybuffers;
3481                         while (bd->bd_numdirtybuffers > lodirty) {
3482                                 if (buf_flush(NULL, bd,
3483                                     bd->bd_numdirtybuffers - lodirty) == 0)
3484                                         break;
3485                                 kern_yield(PRI_USER);
3486                         }
3487                 }
3488
3489                 /*
3490                  * Only clear bd_request if we have reached our low water
3491                  * mark.  The buf_daemon normally waits 1 second and
3492                  * then incrementally flushes any dirty buffers that have
3493                  * built up, within reason.
3494                  *
3495                  * If we were unable to hit our low water mark and couldn't
3496                  * find any flushable buffers, we sleep for a short period
3497                  * to avoid endless loops on unlockable buffers.
3498                  */
3499                 mtx_lock(&bdlock);
3500                 if (bd_shutdown)
3501                         break;
3502                 if (BIT_EMPTY(BUF_DOMAINS, &bdlodirty)) {
3503                         /*
3504                          * We reached our low water mark, reset the
3505                          * request and sleep until we are needed again.
3506                          * The sleep is just so the suspend code works.
3507                          */
3508                         bd_request = 0;
3509                         /*
3510                          * Do an extra wakeup in case dirty threshold
3511                          * changed via sysctl and the explicit transition
3512                          * out of shortfall was missed.
3513                          */
3514                         bdirtywakeup();
3515                         if (runningbufspace <= lorunningspace)
3516                                 runningwakeup();
3517                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "psleep", hz);
3518                 } else {
3519                         /*
3520                          * We couldn't find any flushable dirty buffers but
3521                          * still have too many dirty buffers, we
3522                          * have to sleep and try again.  (rare)
3523                          */
3524                         msleep(&bd_request, &bdlock, PVM, "qsleep", hz / 10);
3525                 }
3526         }
3527         wakeup(&bd_shutdown);
3528         mtx_unlock(&bdlock);
3529         kthread_exit();
3530 }
3531
3532 /*
3533  *      flushbufqueues:
3534  *
3535  *      Try to flush a buffer in the dirty queue.  We must be careful to
3536  *      free up B_INVAL buffers instead of write them, which NFS is 
3537  *      particularly sensitive to.
3538  */
3539 static int flushwithdeps = 0;
3540 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, flushwithdeps, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_STATS,
3541     &flushwithdeps, 0,
3542     "Number of buffers flushed with dependencies that require rollbacks");
3543
3544 static int
3545 flushbufqueues(struct vnode *lvp, struct bufdomain *bd, int target,
3546     int flushdeps)
3547 {
3548         struct bufqueue *bq;
3549         struct buf *sentinel;
3550         struct vnode *vp;
3551         struct mount *mp;
3552         struct buf *bp;
3553         int hasdeps;
3554         int flushed;
3555         int error;
3556         bool unlock;
3557
3558         flushed = 0;
3559         bq = &bd->bd_dirtyq;
3560         bp = NULL;
3561         sentinel = malloc(sizeof(struct buf), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
3562         sentinel->b_qindex = QUEUE_SENTINEL;
3563         BQ_LOCK(bq);
3564         TAILQ_INSERT_HEAD(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3565         BQ_UNLOCK(bq);
3566         while (flushed != target) {
3567                 maybe_yield();
3568                 BQ_LOCK(bq);
3569                 bp = TAILQ_NEXT(sentinel, b_freelist);
3570                 if (bp != NULL) {
3571                         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3572                         TAILQ_INSERT_AFTER(&bq->bq_queue, bp, sentinel,
3573                             b_freelist);
3574                 } else {
3575                         BQ_UNLOCK(bq);
3576                         break;
3577                 }
3578                 /*
3579                  * Skip sentinels inserted by other invocations of the
3580                  * flushbufqueues(), taking care to not reorder them.
3581                  *
3582                  * Only flush the buffers that belong to the
3583                  * vnode locked by the curthread.
3584                  */
3585                 if (bp->b_qindex == QUEUE_SENTINEL || (lvp != NULL &&
3586                     bp->b_vp != lvp)) {
3587                         BQ_UNLOCK(bq);
3588                         continue;
3589                 }
3590                 error = BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL);
3591                 BQ_UNLOCK(bq);
3592                 if (error != 0)
3593                         continue;
3594
3595                 /*
3596                  * BKGRDINPROG can only be set with the buf and bufobj
3597                  * locks both held.  We tolerate a race to clear it here.
3598                  */
3599                 if ((bp->b_vflags & BV_BKGRDINPROG) != 0 ||
3600                     (bp->b_flags & B_DELWRI) == 0) {
3601                         BUF_UNLOCK(bp);
3602                         continue;
3603                 }
3604                 if (bp->b_flags & B_INVAL) {
3605                         bremfreef(bp);
3606                         brelse(bp);
3607                         flushed++;
3608                         continue;
3609                 }
3610
3611                 if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep) && buf_countdeps(bp, 0)) {
3612                         if (flushdeps == 0) {
3613                                 BUF_UNLOCK(bp);
3614                                 continue;
3615                         }
3616                         hasdeps = 1;
3617                 } else
3618                         hasdeps = 0;
3619                 /*
3620                  * We must hold the lock on a vnode before writing
3621                  * one of its buffers. Otherwise we may confuse, or
3622                  * in the case of a snapshot vnode, deadlock the
3623                  * system.
3624                  *
3625                  * The lock order here is the reverse of the normal
3626                  * of vnode followed by buf lock.  This is ok because
3627                  * the NOWAIT will prevent deadlock.
3628                  */
3629                 vp = bp->b_vp;
3630                 if (vn_start_write(vp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
3631                         BUF_UNLOCK(bp);
3632                         continue;
3633                 }
3634                 if (lvp == NULL) {
3635                         unlock = true;
3636                         error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT);
3637                 } else {
3638                         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getbuf");
3639                         unlock = false;
3640                         error = VOP_ISLOCKED(vp) == LK_EXCLUSIVE ? 0 :
3641                             vn_lock(vp, LK_TRYUPGRADE);
3642                 }
3643                 if (error == 0) {
3644                         CTR3(KTR_BUF, "flushbufqueue(%p) vp %p flags %X",
3645                             bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
3646                         if (curproc == bufdaemonproc) {
3647                                 vfs_bio_awrite(bp);
3648                         } else {
3649                                 bremfree(bp);
3650                                 bwrite(bp);
3651                                 counter_u64_add(notbufdflushes, 1);
3652                         }
3653                         vn_finished_write(mp);
3654                         if (unlock)
3655                                 VOP_UNLOCK(vp);
3656                         flushwithdeps += hasdeps;
3657                         flushed++;
3658
3659                         /*
3660                          * Sleeping on runningbufspace while holding
3661                          * vnode lock leads to deadlock.
3662                          */
3663                         if (curproc == bufdaemonproc &&
3664                             runningbufspace > hirunningspace)
3665                                 waitrunningbufspace();
3666                         continue;
3667                 }
3668                 vn_finished_write(mp);
3669                 BUF_UNLOCK(bp);
3670         }
3671         BQ_LOCK(bq);
3672         TAILQ_REMOVE(&bq->bq_queue, sentinel, b_freelist);
3673         BQ_UNLOCK(bq);
3674         free(sentinel, M_TEMP);
3675         return (flushed);
3676 }
3677
3678 /*
3679  * Check to see if a block is currently memory resident.
3680  */
3681 struct buf *
3682 incore(struct bufobj *bo, daddr_t blkno)
3683 {
3684         return (gbincore_unlocked(bo, blkno));
3685 }
3686
3687 /*
3688  * Returns true if no I/O is needed to access the
3689  * associated VM object.  This is like incore except
3690  * it also hunts around in the VM system for the data.
3691  */
3692 bool
3693 inmem(struct vnode * vp, daddr_t blkno)
3694 {
3695         vm_object_t obj;
3696         vm_offset_t toff, tinc, size;
3697         vm_page_t m, n;
3698         vm_ooffset_t off;
3699         int valid;
3700
3701         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "inmem");
3702
3703         if (incore(&vp->v_bufobj, blkno))
3704                 return (true);
3705         if (vp->v_mount == NULL)
3706                 return (false);
3707         obj = vp->v_object;
3708         if (obj == NULL)
3709                 return (false);
3710
3711         size = PAGE_SIZE;
3712         if (size > vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize)
3713                 size = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3714         off = (vm_ooffset_t)blkno * (vm_ooffset_t)vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
3715
3716         for (toff = 0; toff < vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize; toff += tinc) {
3717                 m = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3718 recheck:
3719                 if (m == NULL)
3720                         return (false);
3721
3722                 tinc = size;
3723                 if (tinc > PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK))
3724                         tinc = PAGE_SIZE - ((toff + off) & PAGE_MASK);
3725                 /*
3726                  * Consider page validity only if page mapping didn't change
3727                  * during the check.
3728                  */
3729                 valid = vm_page_is_valid(m,
3730                     (vm_offset_t)((toff + off) & PAGE_MASK), tinc);
3731                 n = vm_page_lookup_unlocked(obj, OFF_TO_IDX(off + toff));
3732                 if (m != n) {
3733                         m = n;
3734                         goto recheck;
3735                 }
3736                 if (!valid)
3737                         return (false);
3738         }
3739         return (true);
3740 }
3741
3742 /*
3743  * Set the dirty range for a buffer based on the status of the dirty
3744  * bits in the pages comprising the buffer.  The range is limited
3745  * to the size of the buffer.
3746  *
3747  * Tell the VM system that the pages associated with this buffer
3748  * are clean.  This is used for delayed writes where the data is
3749  * going to go to disk eventually without additional VM intevention.
3750  *
3751  * Note that while we only really need to clean through to b_bcount, we
3752  * just go ahead and clean through to b_bufsize.
3753  */
3754 static void
3755 vfs_clean_pages_dirty_buf(struct buf *bp)
3756 {
3757         vm_ooffset_t foff, noff, eoff;
3758         vm_page_t m;
3759         int i;
3760
3761         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 || bp->b_bufsize == 0)
3762                 return;
3763
3764         foff = bp->b_offset;
3765         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
3766             ("vfs_clean_pages_dirty_buf: no buffer offset"));
3767
3768         vfs_busy_pages_acquire(bp);
3769         vfs_setdirty_range(bp);
3770         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3771                 noff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
3772                 eoff = noff;
3773                 if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bufsize)
3774                         eoff = bp->b_offset + bp->b_bufsize;
3775                 m = bp->b_pages[i];
3776                 vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
3777                 /* vm_page_clear_dirty(m, foff & PAGE_MASK, eoff - foff); */
3778                 foff = noff;
3779         }
3780         vfs_busy_pages_release(bp);
3781 }
3782
3783 static void
3784 vfs_setdirty_range(struct buf *bp)
3785 {
3786         vm_offset_t boffset;
3787         vm_offset_t eoffset;
3788         int i;
3789
3790         /*
3791          * test the pages to see if they have been modified directly
3792          * by users through the VM system.
3793          */
3794         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
3795                 vm_page_test_dirty(bp->b_pages[i]);
3796
3797         /*
3798          * Calculate the encompassing dirty range, boffset and eoffset,
3799          * (eoffset - boffset) bytes.
3800          */
3801
3802         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
3803                 if (bp->b_pages[i]->dirty)
3804                         break;
3805         }
3806         boffset = (i << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3807
3808         for (i = bp->b_npages - 1; i >= 0; --i) {
3809                 if (bp->b_pages[i]->dirty) {
3810                         break;
3811                 }
3812         }
3813         eoffset = ((i + 1) << PAGE_SHIFT) - (bp->b_offset & PAGE_MASK);
3814
3815         /*
3816          * Fit it to the buffer.
3817          */
3818
3819         if (eoffset > bp->b_bcount)
3820                 eoffset = bp->b_bcount;
3821
3822         /*
3823          * If we have a good dirty range, merge with the existing
3824          * dirty range.
3825          */
3826
3827         if (boffset < eoffset) {
3828                 if (bp->b_dirtyoff > boffset)
3829                         bp->b_dirtyoff = boffset;
3830                 if (bp->b_dirtyend < eoffset)
3831                         bp->b_dirtyend = eoffset;
3832         }
3833 }
3834
3835 /*
3836  * Allocate the KVA mapping for an existing buffer.
3837  * If an unmapped buffer is provided but a mapped buffer is requested, take
3838  * also care to properly setup mappings between pages and KVA.
3839  */
3840 static void
3841 bp_unmapped_get_kva(struct buf *bp, daddr_t blkno, int size, int gbflags)
3842 {
3843         int bsize, maxsize, need_mapping, need_kva;
3844         off_t offset;
3845
3846         need_mapping = bp->b_data == unmapped_buf &&
3847             (gbflags & GB_UNMAPPED) == 0;
3848         need_kva = bp->b_kvabase == unmapped_buf &&
3849             bp->b_data == unmapped_buf &&
3850             (gbflags & GB_KVAALLOC) != 0;
3851         if (!need_mapping && !need_kva)
3852                 return;
3853
3854         BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
3855
3856         if (need_mapping && bp->b_kvabase != unmapped_buf) {
3857                 /*
3858                  * Buffer is not mapped, but the KVA was already
3859                  * reserved at the time of the instantiation.  Use the
3860                  * allocated space.
3861                  */
3862                 goto has_addr;
3863         }
3864
3865         /*
3866          * Calculate the amount of the address space we would reserve
3867          * if the buffer was mapped.
3868          */
3869         bsize = vn_isdisk(bp->b_vp) ? DEV_BSIZE : bp->b_bufobj->bo_bsize;
3870         KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
3871         offset = blkno * bsize;
3872         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
3873         maxsize = imax(maxsize, bsize);
3874
3875         while (bufkva_alloc(bp, maxsize, gbflags) != 0) {
3876                 if ((gbflags & GB_NOWAIT_BD) != 0) {
3877                         /*
3878                          * XXXKIB: defragmentation cannot
3879                          * succeed, not sure what else to do.
3880                          */
3881                         panic("GB_NOWAIT_BD and GB_UNMAPPED %p", bp);
3882                 }
3883                 counter_u64_add(mappingrestarts, 1);
3884                 bufspace_wait(bufdomain(bp), bp->b_vp, gbflags, 0, 0);
3885         }
3886 has_addr:
3887         if (need_mapping) {
3888                 /* b_offset is handled by bpmap_qenter. */
3889                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
3890                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
3891                 bpmap_qenter(bp);
3892         }
3893 }
3894
3895 struct buf *
3896 getblk(struct vnode *vp, daddr_t blkno, int size, int slpflag, int slptimeo,
3897     int flags)
3898 {
3899         struct buf *bp;
3900         int error;
3901
3902         error = getblkx(vp, blkno, blkno, size, slpflag, slptimeo, flags, &bp);
3903         if (error != 0)
3904                 return (NULL);
3905         return (bp);
3906 }
3907
3908 /*
3909  *      getblkx:
3910  *
3911  *      Get a block given a specified block and offset into a file/device.
3912  *      The buffers B_DONE bit will be cleared on return, making it almost
3913  *      ready for an I/O initiation.  B_INVAL may or may not be set on 
3914  *      return.  The caller should clear B_INVAL prior to initiating a
3915  *      READ.
3916  *
3917  *      For a non-VMIO buffer, B_CACHE is set to the opposite of B_INVAL for
3918  *      an existing buffer.
3919  *
3920  *      For a VMIO buffer, B_CACHE is modified according to the backing VM.
3921  *      If getblk()ing a previously 0-sized invalid buffer, B_CACHE is set
3922  *      and then cleared based on the backing VM.  If the previous buffer is
3923  *      non-0-sized but invalid, B_CACHE will be cleared.
3924  *
3925  *      If getblk() must create a new buffer, the new buffer is returned with
3926  *      both B_INVAL and B_CACHE clear unless it is a VMIO buffer, in which
3927  *      case it is returned with B_INVAL clear and B_CACHE set based on the
3928  *      backing VM.
3929  *
3930  *      getblk() also forces a bwrite() for any B_DELWRI buffer whose
3931  *      B_CACHE bit is clear.
3932  *
3933  *      What this means, basically, is that the caller should use B_CACHE to
3934  *      determine whether the buffer is fully valid or not and should clear
3935  *      B_INVAL prior to issuing a read.  If the caller intends to validate
3936  *      the buffer by loading its data area with something, the caller needs
3937  *      to clear B_INVAL.  If the caller does this without issuing an I/O, 
3938  *      the caller should set B_CACHE ( as an optimization ), else the caller
3939  *      should issue the I/O and biodone() will set B_CACHE if the I/O was
3940  *      a write attempt or if it was a successful read.  If the caller 
3941  *      intends to issue a READ, the caller must clear B_INVAL and BIO_ERROR
3942  *      prior to issuing the READ.  biodone() will *not* clear B_INVAL.
3943  *
3944  *      The blkno parameter is the logical block being requested. Normally
3945  *      the mapping of logical block number to disk block address is done
3946  *      by calling VOP_BMAP(). However, if the mapping is already known, the
3947  *      disk block address can be passed using the dblkno parameter. If the
3948  *      disk block address is not known, then the same value should be passed
3949  *      for blkno and dblkno.
3950  */
3951 int
3952 getblkx(struct vnode *vp, daddr_t blkno, daddr_t dblkno, int size, int slpflag,
3953     int slptimeo, int flags, struct buf **bpp)
3954 {
3955         struct buf *bp;
3956         struct bufobj *bo;
3957         daddr_t d_blkno;
3958         int bsize, error, maxsize, vmio;
3959         off_t offset;
3960
3961         CTR3(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d)", vp, (long)blkno, size);
3962         KASSERT((flags & (GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC)) != GB_KVAALLOC,
3963             ("GB_KVAALLOC only makes sense with GB_UNMAPPED"));
3964         if (vp->v_type != VCHR)
3965                 ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "getblk");
3966         if (size > maxbcachebuf)
3967                 panic("getblk: size(%d) > maxbcachebuf(%d)\n", size,
3968                     maxbcachebuf);
3969         if (!unmapped_buf_allowed)
3970                 flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
3971
3972         bo = &vp->v_bufobj;
3973         d_blkno = dblkno;
3974
3975         /* Attempt lockless lookup first. */
3976         bp = gbincore_unlocked(bo, blkno);
3977         if (bp == NULL) {
3978                 /*
3979                  * With GB_NOCREAT we must be sure about not finding the buffer
3980                  * as it may have been reassigned during unlocked lookup.
3981                  */
3982                 if ((flags & GB_NOCREAT) != 0)
3983                         goto loop;
3984                 goto newbuf_unlocked;
3985         }
3986
3987         error = BUF_TIMELOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL, "getblku", 0,
3988             0);
3989         if (error != 0)
3990                 goto loop;
3991
3992         /* Verify buf identify has not changed since lookup. */
3993         if (bp->b_bufobj == bo && bp->b_lblkno == blkno)
3994                 goto foundbuf_fastpath;
3995
3996         /* It changed, fallback to locked lookup. */
3997         BUF_UNLOCK_RAW(bp);
3998
3999 loop:
4000         BO_RLOCK(bo);
4001         bp = gbincore(bo, blkno);
4002         if (bp != NULL) {
4003                 int lockflags;
4004
4005                 /*
4006                  * Buffer is in-core.  If the buffer is not busy nor managed,
4007                  * it must be on a queue.
4008                  */
4009                 lockflags = LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK |
4010                     ((flags & GB_LOCK_NOWAIT) != 0 ? LK_NOWAIT : LK_SLEEPFAIL);
4011 #ifdef WITNESS
4012                 lockflags |= (flags & GB_NOWITNESS) != 0 ? LK_NOWITNESS : 0;
4013 #endif
4014
4015                 error = BUF_TIMELOCK(bp, lockflags,
4016                     BO_LOCKPTR(bo), "getblk", slpflag, slptimeo);
4017
4018                 /*
4019                  * If we slept and got the lock we have to restart in case
4020                  * the buffer changed identities.
4021                  */
4022                 if (error == ENOLCK)
4023                         goto loop;
4024                 /* We timed out or were interrupted. */
4025                 else if (error != 0)
4026                         return (error);
4027
4028 foundbuf_fastpath:
4029                 /* If recursed, assume caller knows the rules. */
4030                 if (BUF_LOCKRECURSED(bp))
4031                         goto end;
4032
4033                 /*
4034                  * The buffer is locked.  B_CACHE is cleared if the buffer is 
4035                  * invalid.  Otherwise, for a non-VMIO buffer, B_CACHE is set
4036                  * and for a VMIO buffer B_CACHE is adjusted according to the
4037                  * backing VM cache.
4038                  */
4039                 if (bp->b_flags & B_INVAL)
4040                         bp->b_flags &= ~B_CACHE;
4041                 else if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_INVAL)) == 0)
4042                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4043                 if (bp->b_flags & B_MANAGED)
4044                         MPASS(bp->b_qindex == QUEUE_NONE);
4045                 else
4046                         bremfree(bp);
4047
4048                 /*
4049                  * check for size inconsistencies for non-VMIO case.
4050                  */
4051                 if (bp->b_bcount != size) {
4052                         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0 ||
4053                             (size > bp->b_kvasize)) {
4054                                 if (bp->b_flags & B_DELWRI) {
4055                                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4056                                         bwrite(bp);
4057                                 } else {
4058                                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4059                                                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4060                                                 brelse(bp);
4061                                         } else {
4062                                                 bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4063                                                 bwrite(bp);
4064                                         }
4065                                 }
4066                                 goto loop;
4067                         }
4068                 }
4069
4070                 /*
4071                  * Handle the case of unmapped buffer which should
4072                  * become mapped, or the buffer for which KVA
4073                  * reservation is requested.
4074                  */
4075                 bp_unmapped_get_kva(bp, blkno, size, flags);
4076
4077                 /*
4078                  * If the size is inconsistent in the VMIO case, we can resize
4079                  * the buffer.  This might lead to B_CACHE getting set or
4080                  * cleared.  If the size has not changed, B_CACHE remains
4081                  * unchanged from its previous state.
4082                  */
4083                 allocbuf(bp, size);
4084
4085                 KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET, 
4086                     ("getblk: no buffer offset"));
4087
4088                 /*
4089                  * A buffer with B_DELWRI set and B_CACHE clear must
4090                  * be committed before we can return the buffer in
4091                  * order to prevent the caller from issuing a read
4092                  * ( due to B_CACHE not being set ) and overwriting
4093                  * it.
4094                  *
4095                  * Most callers, including NFS and FFS, need this to
4096                  * operate properly either because they assume they
4097                  * can issue a read if B_CACHE is not set, or because
4098                  * ( for example ) an uncached B_DELWRI might loop due 
4099                  * to softupdates re-dirtying the buffer.  In the latter
4100                  * case, B_CACHE is set after the first write completes,
4101                  * preventing further loops.
4102                  * NOTE!  b*write() sets B_CACHE.  If we cleared B_CACHE
4103                  * above while extending the buffer, we cannot allow the
4104                  * buffer to remain with B_CACHE set after the write
4105                  * completes or it will represent a corrupt state.  To
4106                  * deal with this we set B_NOCACHE to scrap the buffer
4107                  * after the write.
4108                  *
4109                  * We might be able to do something fancy, like setting
4110                  * B_CACHE in bwrite() except if B_DELWRI is already set,
4111                  * so the below call doesn't set B_CACHE, but that gets real
4112                  * confusing.  This is much easier.
4113                  */
4114
4115                 if ((bp->b_flags & (B_CACHE|B_DELWRI)) == B_DELWRI) {
4116                         bp->b_flags |= B_NOCACHE;
4117                         bwrite(bp);
4118                         goto loop;
4119                 }
4120                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4121         } else {
4122                 /*
4123                  * Buffer is not in-core, create new buffer.  The buffer
4124                  * returned by getnewbuf() is locked.  Note that the returned
4125                  * buffer is also considered valid (not marked B_INVAL).
4126                  */
4127                 BO_RUNLOCK(bo);
4128 newbuf_unlocked:
4129                 /*
4130                  * If the user does not want us to create the buffer, bail out
4131                  * here.
4132                  */
4133                 if (flags & GB_NOCREAT)
4134                         return (EEXIST);
4135
4136                 bsize = vn_isdisk(vp) ? DEV_BSIZE : bo->bo_bsize;
4137                 KASSERT(bsize != 0, ("bsize == 0, check bo->bo_bsize"));
4138                 offset = blkno * bsize;
4139                 vmio = vp->v_object != NULL;
4140                 if (vmio) {
4141                         maxsize = size + (offset & PAGE_MASK);
4142                 } else {
4143                         maxsize = size;
4144                         /* Do not allow non-VMIO notmapped buffers. */
4145                         flags &= ~(GB_UNMAPPED | GB_KVAALLOC);
4146                 }
4147                 maxsize = imax(maxsize, bsize);
4148                 if ((flags & GB_NOSPARSE) != 0 && vmio &&
4149                     !vn_isdisk(vp)) {
4150                         error = VOP_BMAP(vp, blkno, NULL, &d_blkno, 0, 0);
4151                         KASSERT(error != EOPNOTSUPP,
4152                             ("GB_NOSPARSE from fs not supporting bmap, vp %p",
4153                             vp));
4154                         if (error != 0)
4155                                 return (error);
4156                         if (d_blkno == -1)
4157                                 return (EJUSTRETURN);
4158                 }
4159
4160                 bp = getnewbuf(vp, slpflag, slptimeo, maxsize, flags);
4161                 if (bp == NULL) {
4162                         if (slpflag || slptimeo)
4163                                 return (ETIMEDOUT);
4164                         /*
4165                          * XXX This is here until the sleep path is diagnosed
4166                          * enough to work under very low memory conditions.
4167                          *
4168                          * There's an issue on low memory, 4BSD+non-preempt
4169                          * systems (eg MIPS routers with 32MB RAM) where buffer
4170                          * exhaustion occurs without sleeping for buffer
4171                          * reclaimation.  This just sticks in a loop and
4172                          * constantly attempts to allocate a buffer, which
4173                          * hits exhaustion and tries to wakeup bufdaemon.
4174                          * This never happens because we never yield.
4175                          *
4176                          * The real solution is to identify and fix these cases
4177                          * so we aren't effectively busy-waiting in a loop
4178                          * until the reclaimation path has cycles to run.
4179                          */
4180                         kern_yield(PRI_USER);
4181                         goto loop;
4182                 }
4183
4184                 /*
4185                  * This code is used to make sure that a buffer is not
4186                  * created while the getnewbuf routine is blocked.
4187                  * This can be a problem whether the vnode is locked or not.
4188                  * If the buffer is created out from under us, we have to
4189                  * throw away the one we just created.
4190                  *
4191                  * Note: this must occur before we associate the buffer
4192                  * with the vp especially considering limitations in
4193                  * the splay tree implementation when dealing with duplicate
4194                  * lblkno's.
4195                  */
4196                 BO_LOCK(bo);
4197                 if (gbincore(bo, blkno)) {
4198                         BO_UNLOCK(bo);
4199                         bp->b_flags |= B_INVAL;
4200                         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4201                         brelse(bp);
4202                         goto loop;
4203                 }
4204
4205                 /*
4206                  * Insert the buffer into the hash, so that it can
4207                  * be found by incore.
4208                  */
4209                 bp->b_lblkno = blkno;
4210                 bp->b_blkno = d_blkno;
4211                 bp->b_offset = offset;
4212                 bgetvp(vp, bp);
4213                 BO_UNLOCK(bo);
4214
4215                 /*
4216                  * set B_VMIO bit.  allocbuf() the buffer bigger.  Since the
4217                  * buffer size starts out as 0, B_CACHE will be set by
4218                  * allocbuf() for the VMIO case prior to it testing the
4219                  * backing store for validity.
4220                  */
4221
4222                 if (vmio) {
4223                         bp->b_flags |= B_VMIO;
4224                         KASSERT(vp->v_object == bp->b_bufobj->bo_object,
4225                             ("ARGH! different b_bufobj->bo_object %p %p %p\n",
4226                             bp, vp->v_object, bp->b_bufobj->bo_object));
4227                 } else {
4228                         bp->b_flags &= ~B_VMIO;
4229                         KASSERT(bp->b_bufobj->bo_object == NULL,
4230                             ("ARGH! has b_bufobj->bo_object %p %p\n",
4231                             bp, bp->b_bufobj->bo_object));
4232                         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4233                 }
4234
4235                 allocbuf(bp, size);
4236                 bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4237                 bp->b_flags &= ~B_DONE;
4238         }
4239         CTR4(KTR_BUF, "getblk(%p, %ld, %d) = %p", vp, (long)blkno, size, bp);
4240 end:
4241         buf_track(bp, __func__);
4242         KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
4243             ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p", bp, bp->b_bufobj, bo));
4244         *bpp = bp;
4245         return (0);
4246 }
4247
4248 /*
4249  * Get an empty, disassociated buffer of given size.  The buffer is initially
4250  * set to B_INVAL.
4251  */
4252 struct buf *
4253 geteblk(int size, int flags)
4254 {
4255         struct buf *bp;
4256         int maxsize;
4257
4258         maxsize = (size + BKVAMASK) & ~BKVAMASK;
4259         while ((bp = getnewbuf(NULL, 0, 0, maxsize, flags)) == NULL) {
4260                 if ((flags & GB_NOWAIT_BD) &&
4261                     (curthread->td_pflags & TDP_BUFNEED) != 0)
4262                         return (NULL);
4263         }
4264         allocbuf(bp, size);
4265         bufspace_release(bufdomain(bp), maxsize);
4266         bp->b_flags |= B_INVAL; /* b_dep cleared by getnewbuf() */
4267         return (bp);
4268 }
4269
4270 /*
4271  * Truncate the backing store for a non-vmio buffer.
4272  */
4273 static void
4274 vfs_nonvmio_truncate(struct buf *bp, int newbsize)
4275 {
4276
4277         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4278                 /*
4279                  * malloced buffers are not shrunk
4280                  */
4281                 if (newbsize == 0) {
4282                         bufmallocadjust(bp, 0);
4283                         free(bp->b_data, M_BIOBUF);
4284                         bp->b_data = bp->b_kvabase;
4285                         bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4286                 }
4287                 return;
4288         }
4289         vm_hold_free_pages(bp, newbsize);
4290         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4291 }
4292
4293 /*
4294  * Extend the backing for a non-VMIO buffer.
4295  */
4296 static void
4297 vfs_nonvmio_extend(struct buf *bp, int newbsize)
4298 {
4299         caddr_t origbuf;
4300         int origbufsize;
4301
4302         /*
4303          * We only use malloced memory on the first allocation.
4304          * and revert to page-allocated memory when the buffer
4305          * grows.
4306          *
4307          * There is a potential smp race here that could lead
4308          * to bufmallocspace slightly passing the max.  It
4309          * is probably extremely rare and not worth worrying
4310          * over.
4311          */
4312         if (bp->b_bufsize == 0 && newbsize <= PAGE_SIZE/2 &&
4313             bufmallocspace < maxbufmallocspace) {
4314                 bp->b_data = malloc(newbsize, M_BIOBUF, M_WAITOK);
4315                 bp->b_flags |= B_MALLOC;
4316                 bufmallocadjust(bp, newbsize);
4317                 return;
4318         }
4319
4320         /*
4321          * If the buffer is growing on its other-than-first
4322          * allocation then we revert to the page-allocation
4323          * scheme.
4324          */
4325         origbuf = NULL;
4326         origbufsize = 0;
4327         if (bp->b_flags & B_MALLOC) {
4328                 origbuf = bp->b_data;
4329                 origbufsize = bp->b_bufsize;
4330                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
4331                 bufmallocadjust(bp, 0);
4332                 bp->b_flags &= ~B_MALLOC;
4333                 newbsize = round_page(newbsize);
4334         }
4335         vm_hold_load_pages(bp, (vm_offset_t) bp->b_data + bp->b_bufsize,
4336             (vm_offset_t) bp->b_data + newbsize);
4337         if (origbuf != NULL) {
4338                 bcopy(origbuf, bp->b_data, origbufsize);
4339                 free(origbuf, M_BIOBUF);
4340         }
4341         bufspace_adjust(bp, newbsize);
4342 }
4343
4344 /*
4345  * This code constitutes the buffer memory from either anonymous system
4346  * memory (in the case of non-VMIO operations) or from an associated
4347  * VM object (in the case of VMIO operations).  This code is able to
4348  * resize a buffer up or down.
4349  *
4350  * Note that this code is tricky, and has many complications to resolve
4351  * deadlock or inconsistent data situations.  Tread lightly!!! 
4352  * There are B_CACHE and B_DELWRI interactions that must be dealt with by 
4353  * the caller.  Calling this code willy nilly can result in the loss of data.
4354  *
4355  * allocbuf() only adjusts B_CACHE for VMIO buffers.  getblk() deals with
4356  * B_CACHE for the non-VMIO case.
4357  */
4358 int
4359 allocbuf(struct buf *bp, int size)
4360 {
4361         int newbsize;
4362
4363         if (bp->b_bcount == size)
4364                 return (1);
4365
4366         if (bp->b_kvasize != 0 && bp->b_kvasize < size)
4367                 panic("allocbuf: buffer too small");
4368
4369         newbsize = roundup2(size, DEV_BSIZE);
4370         if ((bp->b_flags & B_VMIO) == 0) {
4371                 if ((bp->b_flags & B_MALLOC) == 0)
4372                         newbsize = round_page(newbsize);
4373                 /*
4374                  * Just get anonymous memory from the kernel.  Don't
4375                  * mess with B_CACHE.
4376                  */
4377                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4378                         vfs_nonvmio_truncate(bp, newbsize);
4379                 else if (newbsize > bp->b_bufsize)
4380                         vfs_nonvmio_extend(bp, newbsize);
4381         } else {
4382                 int desiredpages;
4383
4384                 desiredpages = (size == 0) ? 0 :
4385                     num_pages((bp->b_offset & PAGE_MASK) + newbsize);
4386
4387                 if (bp->b_flags & B_MALLOC)
4388                         panic("allocbuf: VMIO buffer can't be malloced");
4389                 /*
4390                  * Set B_CACHE initially if buffer is 0 length or will become
4391                  * 0-length.
4392                  */
4393                 if (size == 0 || bp->b_bufsize == 0)
4394                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4395
4396                 if (newbsize < bp->b_bufsize)
4397                         vfs_vmio_truncate(bp, desiredpages);
4398                 /* XXX This looks as if it should be newbsize > b_bufsize */
4399                 else if (size > bp->b_bcount)
4400                         vfs_vmio_extend(bp, desiredpages, size);
4401                 bufspace_adjust(bp, newbsize);
4402         }
4403         bp->b_bcount = size;            /* requested buffer size. */
4404         return (1);
4405 }
4406
4407 extern int inflight_transient_maps;
4408
4409 static struct bio_queue nondump_bios;
4410
4411 void
4412 biodone(struct bio *bp)
4413 {
4414         struct mtx *mtxp;
4415         void (*done)(struct bio *);
4416         vm_offset_t start, end;
4417
4418         biotrack(bp, __func__);
4419
4420         /*
4421          * Avoid completing I/O when dumping after a panic since that may
4422          * result in a deadlock in the filesystem or pager code.  Note that
4423          * this doesn't affect dumps that were started manually since we aim
4424          * to keep the system usable after it has been resumed.
4425          */
4426         if (__predict_false(dumping && SCHEDULER_STOPPED())) {
4427                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nondump_bios, bp, bio_queue);
4428                 return;
4429         }
4430         if ((bp->bio_flags & BIO_TRANSIENT_MAPPING) != 0) {
4431                 bp->bio_flags &= ~BIO_TRANSIENT_MAPPING;
4432                 bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
4433                 start = trunc_page((vm_offset_t)bp->bio_data);
4434                 end = round_page((vm_offset_t)bp->bio_data + bp->bio_length);
4435                 bp->bio_data = unmapped_buf;
4436                 pmap_qremove(start, atop(end - start));
4437                 vmem_free(transient_arena, start, end - start);
4438                 atomic_add_int(&inflight_transient_maps, -1);
4439         }
4440         done = bp->bio_done;
4441         /*
4442          * The check for done == biodone is to allow biodone to be
4443          * used as a bio_done routine.
4444          */
4445         if (done == NULL || done == biodone) {
4446                 mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4447                 mtx_lock(mtxp);
4448                 bp->bio_flags |= BIO_DONE;
4449                 wakeup(bp);
4450                 mtx_unlock(mtxp);
4451         } else
4452                 done(bp);
4453 }
4454
4455 /*
4456  * Wait for a BIO to finish.
4457  */
4458 int
4459 biowait(struct bio *bp, const char *wmesg)
4460 {
4461         struct mtx *mtxp;
4462
4463         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
4464         mtx_lock(mtxp);
4465         while ((bp->bio_flags & BIO_DONE) == 0)
4466                 msleep(bp, mtxp, PRIBIO, wmesg, 0);
4467         mtx_unlock(mtxp);
4468         if (bp->bio_error != 0)
4469                 return (bp->bio_error);
4470         if (!(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
4471                 return (0);
4472         return (EIO);
4473 }
4474
4475 void
4476 biofinish(struct bio *bp, struct devstat *stat, int error)
4477 {
4478
4479         if (error) {
4480                 bp->bio_error = error;
4481                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
4482         }
4483         if (stat != NULL)
4484                 devstat_end_transaction_bio(stat, bp);
4485         biodone(bp);
4486 }
4487
4488 #if defined(BUF_TRACKING) || defined(FULL_BUF_TRACKING)
4489 void
4490 biotrack_buf(struct bio *bp, const char *location)
4491 {
4492
4493         buf_track(bp->bio_track_bp, location);
4494 }
4495 #endif
4496
4497 /*
4498  *      bufwait:
4499  *
4500  *      Wait for buffer I/O completion, returning error status.  The buffer
4501  *      is left locked and B_DONE on return.  B_EINTR is converted into an EINTR
4502  *      error and cleared.
4503  */
4504 int
4505 bufwait(struct buf *bp)
4506 {
4507         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
4508                 bwait(bp, PRIBIO, "biord");
4509         else
4510                 bwait(bp, PRIBIO, "biowr");
4511         if (bp->b_flags & B_EINTR) {
4512                 bp->b_flags &= ~B_EINTR;
4513                 return (EINTR);
4514         }
4515         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
4516                 return (bp->b_error ? bp->b_error : EIO);
4517         } else {
4518                 return (0);
4519         }
4520 }
4521
4522 /*
4523  *      bufdone:
4524  *
4525  *      Finish I/O on a buffer, optionally calling a completion function.
4526  *      This is usually called from an interrupt so process blocking is
4527  *      not allowed.
4528  *
4529  *      biodone is also responsible for setting B_CACHE in a B_VMIO bp.
4530  *      In a non-VMIO bp, B_CACHE will be set on the next getblk() 
4531  *      assuming B_INVAL is clear.
4532  *
4533  *      For the VMIO case, we set B_CACHE if the op was a read and no
4534  *      read error occurred, or if the op was a write.  B_CACHE is never
4535  *      set if the buffer is invalid or otherwise uncacheable.
4536  *
4537  *      bufdone does not mess with B_INVAL, allowing the I/O routine or the
4538  *      initiator to leave B_INVAL set to brelse the buffer out of existence
4539  *      in the biodone routine.
4540  */
4541 void
4542 bufdone(struct buf *bp)
4543 {
4544         struct bufobj *dropobj;
4545         void    (*biodone)(struct buf *);
4546
4547         buf_track(bp, __func__);
4548         CTR3(KTR_BUF, "bufdone(%p) vp %p flags %X", bp, bp->b_vp, bp->b_flags);
4549         dropobj = NULL;
4550
4551         KASSERT(!(bp->b_flags & B_DONE), ("biodone: bp %p already done", bp));
4552
4553         runningbufwakeup(bp);
4554         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
4555                 dropobj = bp->b_bufobj;
4556         /* call optional completion function if requested */
4557         if (bp->b_iodone != NULL) {
4558                 biodone = bp->b_iodone;
4559                 bp->b_iodone = NULL;
4560                 (*biodone) (bp);
4561                 if (dropobj)
4562                         bufobj_wdrop(dropobj);
4563                 return;
4564         }
4565         if (bp->b_flags & B_VMIO) {
4566                 /*
4567                  * Set B_CACHE if the op was a normal read and no error
4568                  * occurred.  B_CACHE is set for writes in the b*write()
4569                  * routines.
4570                  */
4571                 if (bp->b_iocmd == BIO_READ &&
4572                     !(bp->b_flags & (B_INVAL|B_NOCACHE)) &&
4573                     !(bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4574                         bp->b_flags |= B_CACHE;
4575                 vfs_vmio_iodone(bp);
4576         }
4577         if (!LIST_EMPTY(&bp->b_dep))
4578                 buf_complete(bp);
4579         if ((bp->b_flags & B_CKHASH) != 0) {
4580                 KASSERT(bp->b_iocmd == BIO_READ,
4581                     ("bufdone: b_iocmd %d not BIO_READ", bp->b_iocmd));
4582                 KASSERT(buf_mapped(bp), ("bufdone: bp %p not mapped", bp));
4583                 (*bp->b_ckhashcalc)(bp);
4584         }
4585         /*
4586          * For asynchronous completions, release the buffer now. The brelse
4587          * will do a wakeup there if necessary - so no need to do a wakeup
4588          * here in the async case. The sync case always needs to do a wakeup.
4589          */
4590         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
4591                 if ((bp->b_flags & (B_NOCACHE | B_INVAL | B_RELBUF)) ||
4592                     (bp->b_ioflags & BIO_ERROR))
4593                         brelse(bp);
4594                 else
4595                         bqrelse(bp);
4596         } else
4597                 bdone(bp);
4598         if (dropobj)
4599                 bufobj_wdrop(dropobj);
4600 }
4601
4602 /*
4603  * This routine is called in lieu of iodone in the case of
4604  * incomplete I/O.  This keeps the busy status for pages
4605  * consistent.
4606  */
4607 void
4608 vfs_unbusy_pages(struct buf *bp)
4609 {
4610         int i;
4611         vm_object_t obj;
4612         vm_page_t m;
4613
4614         runningbufwakeup(bp);
4615         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4616                 return;
4617
4618         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4619         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4620                 m = bp->b_pages[i];
4621                 if (m == bogus_page) {
4622                         m = vm_page_relookup(obj, OFF_TO_IDX(bp->b_offset) + i);
4623                         if (!m)
4624                                 panic("vfs_unbusy_pages: page missing\n");
4625                         bp->b_pages[i] = m;
4626                         if (buf_mapped(bp)) {
4627                                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4628                                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4629                                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4630                         } else
4631                                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4632                 }
4633                 vm_page_sunbusy(m);
4634         }
4635         vm_object_pip_wakeupn(obj, bp->b_npages);
4636 }
4637
4638 /*
4639  * vfs_page_set_valid:
4640  *
4641  *      Set the valid bits in a page based on the supplied offset.   The
4642  *      range is restricted to the buffer's size.
4643  *
4644  *      This routine is typically called after a read completes.
4645  */
4646 static void
4647 vfs_page_set_valid(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4648 {
4649         vm_ooffset_t eoff;
4650
4651         /*
4652          * Compute the end offset, eoff, such that [off, eoff) does not span a
4653          * page boundary and eoff is not greater than the end of the buffer.
4654          * The end of the buffer, in this case, is our file EOF, not the
4655          * allocation size of the buffer.
4656          */
4657         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(vm_ooffset_t)PAGE_MASK;
4658         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4659                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4660
4661         /*
4662          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4663          * entire page.
4664          */
4665         if (eoff > off)
4666                 vm_page_set_valid_range(m, off & PAGE_MASK, eoff - off);
4667 }
4668
4669 /*
4670  * vfs_page_set_validclean:
4671  *
4672  *      Set the valid bits and clear the dirty bits in a page based on the
4673  *      supplied offset.   The range is restricted to the buffer's size.
4674  */
4675 static void
4676 vfs_page_set_validclean(struct buf *bp, vm_ooffset_t off, vm_page_t m)
4677 {
4678         vm_ooffset_t soff, eoff;
4679
4680         /*
4681          * Start and end offsets in buffer.  eoff - soff may not cross a
4682          * page boundary or cross the end of the buffer.  The end of the
4683          * buffer, in this case, is our file EOF, not the allocation size
4684          * of the buffer.
4685          */
4686         soff = off;
4687         eoff = (off + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4688         if (eoff > bp->b_offset + bp->b_bcount)
4689                 eoff = bp->b_offset + bp->b_bcount;
4690
4691         /*
4692          * Set valid range.  This is typically the entire buffer and thus the
4693          * entire page.
4694          */
4695         if (eoff > soff) {
4696                 vm_page_set_validclean(
4697                     m,
4698                    (vm_offset_t) (soff & PAGE_MASK),
4699                    (vm_offset_t) (eoff - soff)
4700                 );
4701         }
4702 }
4703
4704 /*
4705  * Acquire a shared busy on all pages in the buf.
4706  */
4707 void
4708 vfs_busy_pages_acquire(struct buf *bp)
4709 {
4710         int i;
4711
4712         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4713                 vm_page_busy_acquire(bp->b_pages[i], VM_ALLOC_SBUSY);
4714 }
4715
4716 void
4717 vfs_busy_pages_release(struct buf *bp)
4718 {
4719         int i;
4720
4721         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++)
4722                 vm_page_sunbusy(bp->b_pages[i]);
4723 }
4724
4725 /*
4726  * This routine is called before a device strategy routine.
4727  * It is used to tell the VM system that paging I/O is in
4728  * progress, and treat the pages associated with the buffer
4729  * almost as being exclusive busy.  Also the object paging_in_progress
4730  * flag is handled to make sure that the object doesn't become
4731  * inconsistent.
4732  *
4733  * Since I/O has not been initiated yet, certain buffer flags
4734  * such as BIO_ERROR or B_INVAL may be in an inconsistent state
4735  * and should be ignored.
4736  */
4737 void
4738 vfs_busy_pages(struct buf *bp, int clear_modify)
4739 {
4740         vm_object_t obj;
4741         vm_ooffset_t foff;
4742         vm_page_t m;
4743         int i;
4744         bool bogus;
4745
4746         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4747                 return;
4748
4749         obj = bp->b_bufobj->bo_object;
4750         foff = bp->b_offset;
4751         KASSERT(bp->b_offset != NOOFFSET,
4752             ("vfs_busy_pages: no buffer offset"));
4753         if ((bp->b_flags & B_CLUSTER) == 0) {
4754                 vm_object_pip_add(obj, bp->b_npages);
4755                 vfs_busy_pages_acquire(bp);
4756         }
4757         if (bp->b_bufsize != 0)
4758                 vfs_setdirty_range(bp);
4759         bogus = false;
4760         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
4761                 m = bp->b_pages[i];
4762                 vm_page_assert_sbusied(m);
4763
4764                 /*
4765                  * When readying a buffer for a read ( i.e
4766                  * clear_modify == 0 ), it is important to do
4767                  * bogus_page replacement for valid pages in 
4768                  * partially instantiated buffers.  Partially 
4769                  * instantiated buffers can, in turn, occur when
4770                  * reconstituting a buffer from its VM backing store
4771                  * base.  We only have to do this if B_CACHE is
4772                  * clear ( which causes the I/O to occur in the
4773                  * first place ).  The replacement prevents the read
4774                  * I/O from overwriting potentially dirty VM-backed
4775                  * pages.  XXX bogus page replacement is, uh, bogus.
4776                  * It may not work properly with small-block devices.
4777                  * We need to find a better way.
4778                  */
4779                 if (clear_modify) {
4780                         pmap_remove_write(m);
4781                         vfs_page_set_validclean(bp, foff, m);
4782                 } else if (vm_page_all_valid(m) &&
4783                     (bp->b_flags & B_CACHE) == 0) {
4784                         bp->b_pages[i] = bogus_page;
4785                         bogus = true;
4786                 }
4787                 foff = (foff + PAGE_SIZE) & ~(off_t)PAGE_MASK;
4788         }
4789         if (bogus && buf_mapped(bp)) {
4790                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4791                 pmap_qenter(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data),
4792                     bp->b_pages, bp->b_npages);
4793         }
4794 }
4795
4796 /*
4797  *      vfs_bio_set_valid:
4798  *
4799  *      Set the range within the buffer to valid.  The range is
4800  *      relative to the beginning of the buffer, b_offset.  Note that
4801  *      b_offset itself may be offset from the beginning of the first
4802  *      page.
4803  */
4804 void
4805 vfs_bio_set_valid(struct buf *bp, int base, int size)
4806 {
4807         int i, n;
4808         vm_page_t m;
4809
4810         if (!(bp->b_flags & B_VMIO))
4811                 return;
4812
4813         /*
4814          * Fixup base to be relative to beginning of first page.
4815          * Set initial n to be the maximum number of bytes in the
4816          * first page that can be validated.
4817          */
4818         base += (bp->b_offset & PAGE_MASK);
4819         n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4820
4821         /*
4822          * Busy may not be strictly necessary here because the pages are
4823          * unlikely to be fully valid and the vnode lock will synchronize
4824          * their access via getpages.  It is grabbed for consistency with
4825          * other page validation.
4826          */
4827         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4828         for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4829                 m = bp->b_pages[i];
4830                 if (n > size)
4831                         n = size;
4832                 vm_page_set_valid_range(m, base & PAGE_MASK, n);
4833                 base += n;
4834                 size -= n;
4835                 n = PAGE_SIZE;
4836         }
4837         vfs_busy_pages_release(bp);
4838 }
4839
4840 /*
4841  *      vfs_bio_clrbuf:
4842  *
4843  *      If the specified buffer is a non-VMIO buffer, clear the entire
4844  *      buffer.  If the specified buffer is a VMIO buffer, clear and
4845  *      validate only the previously invalid portions of the buffer.
4846  *      This routine essentially fakes an I/O, so we need to clear
4847  *      BIO_ERROR and B_INVAL.
4848  *
4849  *      Note that while we only theoretically need to clear through b_bcount,
4850  *      we go ahead and clear through b_bufsize.
4851  */
4852 void
4853 vfs_bio_clrbuf(struct buf *bp) 
4854 {
4855         int i, j, sa, ea, slide, zbits;
4856         vm_page_bits_t mask;
4857
4858         if ((bp->b_flags & (B_VMIO | B_MALLOC)) != B_VMIO) {
4859                 clrbuf(bp);
4860                 return;
4861         }
4862         bp->b_flags &= ~B_INVAL;
4863         bp->b_ioflags &= ~BIO_ERROR;
4864         vfs_busy_pages_acquire(bp);
4865         sa = bp->b_offset & PAGE_MASK;
4866         slide = 0;
4867         for (i = 0; i < bp->b_npages; i++, sa = 0) {
4868                 slide = imin(slide + PAGE_SIZE, bp->b_offset + bp->b_bufsize);
4869                 ea = slide & PAGE_MASK;
4870                 if (ea == 0)
4871                         ea = PAGE_SIZE;
4872                 if (bp->b_pages[i] == bogus_page)
4873                         continue;
4874                 j = sa / DEV_BSIZE;
4875                 zbits = (sizeof(vm_page_bits_t) * NBBY) -
4876                     (ea - sa) / DEV_BSIZE;
4877                 mask = (VM_PAGE_BITS_ALL >> zbits) << j;
4878                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == mask)
4879                         continue;
4880                 if ((bp->b_pages[i]->valid & mask) == 0)
4881                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i], sa, ea - sa);
4882                 else {
4883                         for (; sa < ea; sa += DEV_BSIZE, j++) {
4884                                 if ((bp->b_pages[i]->valid & (1 << j)) == 0) {
4885                                         pmap_zero_page_area(bp->b_pages[i],
4886                                             sa, DEV_BSIZE);
4887                                 }
4888                         }
4889                 }
4890                 vm_page_set_valid_range(bp->b_pages[i], j * DEV_BSIZE,
4891                     roundup2(ea - sa, DEV_BSIZE));
4892         }
4893         vfs_busy_pages_release(bp);
4894         bp->b_resid = 0;
4895 }
4896
4897 void
4898 vfs_bio_bzero_buf(struct buf *bp, int base, int size)
4899 {
4900         vm_page_t m;
4901         int i, n;
4902
4903         if (buf_mapped(bp)) {
4904                 BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4905                 bzero(bp->b_data + base, size);
4906         } else {
4907                 BUF_CHECK_UNMAPPED(bp);
4908                 n = PAGE_SIZE - (base & PAGE_MASK);
4909                 for (i = base / PAGE_SIZE; size > 0 && i < bp->b_npages; ++i) {
4910                         m = bp->b_pages[i];
4911                         if (n > size)
4912                                 n = size;
4913                         pmap_zero_page_area(m, base & PAGE_MASK, n);
4914                         base += n;
4915                         size -= n;
4916                         n = PAGE_SIZE;
4917                 }
4918         }
4919 }
4920
4921 /*
4922  * Update buffer flags based on I/O request parameters, optionally releasing the
4923  * buffer.  If it's VMIO or direct I/O, the buffer pages are released to the VM,
4924  * where they may be placed on a page queue (VMIO) or freed immediately (direct
4925  * I/O).  Otherwise the buffer is released to the cache.
4926  */
4927 static void
4928 b_io_dismiss(struct buf *bp, int ioflag, bool release)
4929 {
4930
4931         KASSERT((ioflag & IO_NOREUSE) == 0 || (ioflag & IO_VMIO) != 0,
4932             ("buf %p non-VMIO noreuse", bp));
4933
4934         if ((ioflag & IO_DIRECT) != 0)
4935                 bp->b_flags |= B_DIRECT;
4936         if ((ioflag & IO_EXT) != 0)
4937                 bp->b_xflags |= BX_ALTDATA;
4938         if ((ioflag & (IO_VMIO | IO_DIRECT)) != 0 && LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
4939                 bp->b_flags |= B_RELBUF;
4940                 if ((ioflag & IO_NOREUSE) != 0)
4941                         bp->b_flags |= B_NOREUSE;
4942                 if (release)
4943                         brelse(bp);
4944         } else if (release)
4945                 bqrelse(bp);
4946 }
4947
4948 void
4949 vfs_bio_brelse(struct buf *bp, int ioflag)
4950 {
4951
4952         b_io_dismiss(bp, ioflag, true);
4953 }
4954
4955 void
4956 vfs_bio_set_flags(struct buf *bp, int ioflag)
4957 {
4958
4959         b_io_dismiss(bp, ioflag, false);
4960 }
4961
4962 /*
4963  * vm_hold_load_pages and vm_hold_free_pages get pages into
4964  * a buffers address space.  The pages are anonymous and are
4965  * not associated with a file object.
4966  */
4967 static void
4968 vm_hold_load_pages(struct buf *bp, vm_offset_t from, vm_offset_t to)
4969 {
4970         vm_offset_t pg;
4971         vm_page_t p;
4972         int index;
4973
4974         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
4975
4976         to = round_page(to);
4977         from = round_page(from);
4978         index = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
4979         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) == 0);
4980         KASSERT(to - from <= maxbcachebuf,
4981             ("vm_hold_load_pages too large %p %#jx %#jx %u",
4982             bp, (uintmax_t)from, (uintmax_t)to, maxbcachebuf));
4983
4984         for (pg = from; pg < to; pg += PAGE_SIZE, index++) {
4985                 /*
4986                  * note: must allocate system pages since blocking here
4987                  * could interfere with paging I/O, no matter which
4988                  * process we are.
4989                  */
4990                 p = vm_page_alloc_noobj(VM_ALLOC_SYSTEM | VM_ALLOC_WIRED |
4991                     VM_ALLOC_COUNT((to - pg) >> PAGE_SHIFT) | VM_ALLOC_WAITOK);
4992                 pmap_qenter(pg, &p, 1);
4993                 bp->b_pages[index] = p;
4994         }
4995         bp->b_npages = index;
4996 }
4997
4998 /* Return pages associated with this buf to the vm system */
4999 static void
5000 vm_hold_free_pages(struct buf *bp, int newbsize)
5001 {
5002         vm_offset_t from;
5003         vm_page_t p;
5004         int index, newnpages;
5005
5006         BUF_CHECK_MAPPED(bp);
5007
5008         from = round_page((vm_offset_t)bp->b_data + newbsize);
5009         newnpages = (from - trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data)) >> PAGE_SHIFT;
5010         if (bp->b_npages > newnpages)
5011                 pmap_qremove(from, bp->b_npages - newnpages);
5012         for (index = newnpages; index < bp->b_npages; index++) {
5013                 p = bp->b_pages[index];
5014                 bp->b_pages[index] = NULL;
5015                 vm_page_unwire_noq(p);
5016                 vm_page_free(p);
5017         }
5018         bp->b_npages = newnpages;
5019 }
5020
5021 /*
5022  * Map an IO request into kernel virtual address space.
5023  *
5024  * All requests are (re)mapped into kernel VA space.
5025  * Notice that we use b_bufsize for the size of the buffer
5026  * to be mapped.  b_bcount might be modified by the driver.
5027  *
5028  * Note that even if the caller determines that the address space should
5029  * be valid, a race or a smaller-file mapped into a larger space may
5030  * actually cause vmapbuf() to fail, so all callers of vmapbuf() MUST
5031  * check the return value.
5032  *
5033  * This function only works with pager buffers.
5034  */
5035 int
5036 vmapbuf(struct buf *bp, void *uaddr, size_t len, int mapbuf)
5037 {
5038         vm_prot_t prot;
5039         int pidx;
5040
5041         MPASS((bp->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
5042         prot = VM_PROT_READ;
5043         if (bp->b_iocmd == BIO_READ)
5044                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
5045         pidx = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
5046             (vm_offset_t)uaddr, len, prot, bp->b_pages, PBUF_PAGES);
5047         if (pidx < 0)
5048                 return (-1);
5049         bp->b_bufsize = len;
5050         bp->b_npages = pidx;
5051         bp->b_offset = ((vm_offset_t)uaddr) & PAGE_MASK;
5052         if (mapbuf || !unmapped_buf_allowed) {
5053                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_kvabase, bp->b_pages, pidx);
5054                 bp->b_data = bp->b_kvabase + bp->b_offset;
5055         } else
5056                 bp->b_data = unmapped_buf;
5057         return (0);
5058 }
5059
5060 /*
5061  * Free the io map PTEs associated with this IO operation.
5062  * We also invalidate the TLB entries and restore the original b_addr.
5063  *
5064  * This function only works with pager buffers.
5065  */
5066 void
5067 vunmapbuf(struct buf *bp)
5068 {
5069         int npages;
5070
5071         npages = bp->b_npages;
5072         if (buf_mapped(bp))
5073                 pmap_qremove(trunc_page((vm_offset_t)bp->b_data), npages);
5074         vm_page_unhold_pages(bp->b_pages, npages);
5075
5076         bp->b_data = unmapped_buf;
5077 }
5078
5079 void
5080 bdone(struct buf *bp)
5081 {
5082         struct mtx *mtxp;
5083
5084         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5085         mtx_lock(mtxp);
5086         bp->b_flags |= B_DONE;
5087         wakeup(bp);
5088         mtx_unlock(mtxp);
5089 }
5090
5091 void
5092 bwait(struct buf *bp, u_char pri, const char *wchan)
5093 {
5094         struct mtx *mtxp;
5095
5096         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, bp);
5097         mtx_lock(mtxp);
5098         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0)
5099                 msleep(bp, mtxp, pri, wchan, 0);
5100         mtx_unlock(mtxp);
5101 }
5102
5103 int
5104 bufsync(struct bufobj *bo, int waitfor)
5105 {
5106
5107         return (VOP_FSYNC(bo2vnode(bo), waitfor, curthread));
5108 }
5109
5110 void
5111 bufstrategy(struct bufobj *bo, struct buf *bp)
5112 {
5113         int i __unused;
5114         struct vnode *vp;
5115
5116         vp = bp->b_vp;
5117         KASSERT(vp == bo->bo_private, ("Inconsistent vnode bufstrategy"));
5118         KASSERT(vp->v_type != VCHR && vp->v_type != VBLK,
5119             ("Wrong vnode in bufstrategy(bp=%p, vp=%p)", bp, vp));
5120         i = VOP_STRATEGY(vp, bp);
5121         KASSERT(i == 0, ("VOP_STRATEGY failed bp=%p vp=%p", bp, bp->b_vp));
5122 }
5123
5124 /*
5125  * Initialize a struct bufobj before use.  Memory is assumed zero filled.
5126  */
5127 void
5128 bufobj_init(struct bufobj *bo, void *private)
5129 {
5130         static volatile int bufobj_cleanq;
5131
5132         bo->bo_domain =
5133             atomic_fetchadd_int(&bufobj_cleanq, 1) % buf_domains;
5134         rw_init(BO_LOCKPTR(bo), "bufobj interlock");
5135         bo->bo_private = private;
5136         TAILQ_INIT(&bo->bo_clean.bv_hd);
5137         TAILQ_INIT(&bo->bo_dirty.bv_hd);
5138 }
5139
5140 void
5141 bufobj_wrefl(struct bufobj *bo)
5142 {
5143
5144         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5145         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5146         bo->bo_numoutput++;
5147 }
5148
5149 void
5150 bufobj_wref(struct bufobj *bo)
5151 {
5152
5153         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wref"));
5154         BO_LOCK(bo);
5155         bo->bo_numoutput++;
5156         BO_UNLOCK(bo);
5157 }
5158
5159 void
5160 bufobj_wdrop(struct bufobj *bo)
5161 {
5162
5163         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wdrop"));
5164         BO_LOCK(bo);
5165         KASSERT(bo->bo_numoutput > 0, ("bufobj_wdrop non-positive count"));
5166         if ((--bo->bo_numoutput == 0) && (bo->bo_flag & BO_WWAIT)) {
5167                 bo->bo_flag &= ~BO_WWAIT;
5168                 wakeup(&bo->bo_numoutput);
5169         }
5170         BO_UNLOCK(bo);
5171 }
5172
5173 int
5174 bufobj_wwait(struct bufobj *bo, int slpflag, int timeo)
5175 {
5176         int error;
5177
5178         KASSERT(bo != NULL, ("NULL bo in bufobj_wwait"));
5179         ASSERT_BO_WLOCKED(bo);
5180         error = 0;
5181         while (bo->bo_numoutput) {
5182                 bo->bo_flag |= BO_WWAIT;
5183                 error = msleep(&bo->bo_numoutput, BO_LOCKPTR(bo),
5184                     slpflag | (PRIBIO + 1), "bo_wwait", timeo);
5185                 if (error)
5186                         break;
5187         }
5188         return (error);
5189 }
5190
5191 /*
5192  * Set bio_data or bio_ma for struct bio from the struct buf.
5193  */
5194 void
5195 bdata2bio(struct buf *bp, struct bio *bip)
5196 {
5197
5198         if (!buf_mapped(bp)) {
5199                 KASSERT(unmapped_buf_allowed, ("unmapped"));
5200                 bip->bio_ma = bp->b_pages;
5201                 bip->bio_ma_n = bp->b_npages;
5202                 bip->bio_data = unmapped_buf;
5203                 bip->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
5204                 bip->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
5205                 KASSERT(round_page(bip->bio_ma_offset + bip->bio_length) /
5206                     PAGE_SIZE == bp->b_npages,
5207                     ("Buffer %p too short: %d %lld %d", bp, bip->bio_ma_offset,
5208                     (long long)bip->bio_length, bip->bio_ma_n));
5209         } else {
5210                 bip->bio_data = bp->b_data;
5211                 bip->bio_ma = NULL;
5212         }
5213 }
5214
5215 /*
5216  * The MIPS pmap code currently doesn't handle aliased pages.
5217  * The VIPT caches may not handle page aliasing themselves, leading
5218  * to data corruption.
5219  *
5220  * As such, this code makes a system extremely unhappy if said
5221  * system doesn't support unaliasing the above situation in hardware.
5222  * Some "recent" systems (eg some mips24k/mips74k cores) don't enable
5223  * this feature at build time, so it has to be handled in software.
5224  *
5225  * Once the MIPS pmap/cache code grows to support this function on
5226  * earlier chips, it should be flipped back off.
5227  */
5228 #ifdef  __mips__
5229 static int buf_pager_relbuf = 1;
5230 #else
5231 static int buf_pager_relbuf = 0;
5232 #endif
5233 SYSCTL_INT(_vfs, OID_AUTO, buf_pager_relbuf, CTLFLAG_RWTUN,
5234     &buf_pager_relbuf, 0,
5235     "Make buffer pager release buffers after reading");
5236
5237 /*
5238  * The buffer pager.  It uses buffer reads to validate pages.
5239  *
5240  * In contrast to the generic local pager from vm/vnode_pager.c, this
5241  * pager correctly and easily handles volumes where the underlying
5242  * device block size is greater than the machine page size.  The
5243  * buffer cache transparently extends the requested page run to be
5244  * aligned at the block boundary, and does the necessary bogus page
5245  * replacements in the addends to avoid obliterating already valid
5246  * pages.
5247  *
5248  * The only non-trivial issue is that the exclusive busy state for
5249  * pages, which is assumed by the vm_pager_getpages() interface, is
5250  * incompatible with the VMIO buffer cache's desire to share-busy the
5251  * pages.  This function performs a trivial downgrade of the pages'
5252  * state before reading buffers, and a less trivial upgrade from the
5253  * shared-busy to excl-busy state after the read.
5254  */
5255 int
5256 vfs_bio_getpages(struct vnode *vp, vm_page_t *ma, int count,
5257     int *rbehind, int *rahead, vbg_get_lblkno_t get_lblkno,
5258     vbg_get_blksize_t get_blksize)
5259 {
5260         vm_page_t m;
5261         vm_object_t object;
5262         struct buf *bp;
5263         struct mount *mp;
5264         daddr_t lbn, lbnp;
5265         vm_ooffset_t la, lb, poff, poffe;
5266         long bo_bs, bsize;
5267         int br_flags, error, i, pgsin, pgsin_a, pgsin_b;
5268         bool redo, lpart;
5269
5270         object = vp->v_object;
5271         mp = vp->v_mount;
5272         error = 0;
5273         la = IDX_TO_OFF(ma[count - 1]->pindex);
5274         if (la >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5275                 return (VM_PAGER_BAD);
5276
5277         /*
5278          * Change the meaning of la from where the last requested page starts
5279          * to where it ends, because that's the end of the requested region
5280          * and the start of the potential read-ahead region.
5281          */
5282         la += PAGE_SIZE;
5283         lpart = la > object->un_pager.vnp.vnp_size;
5284         error = get_blksize(vp, get_lblkno(vp, IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex)),
5285             &bo_bs);
5286         if (error != 0)
5287                 return (VM_PAGER_ERROR);
5288
5289         /*
5290          * Calculate read-ahead, behind and total pages.
5291          */
5292         pgsin = count;
5293         lb = IDX_TO_OFF(ma[0]->pindex);
5294         pgsin_b = OFF_TO_IDX(lb - rounddown2(lb, bo_bs));
5295         pgsin += pgsin_b;
5296         if (rbehind != NULL)
5297                 *rbehind = pgsin_b;
5298         pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(la, bo_bs) - la);
5299         if (la + IDX_TO_OFF(pgsin_a) >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
5300                 pgsin_a = OFF_TO_IDX(roundup2(object->un_pager.vnp.vnp_size,
5301                     PAGE_SIZE) - la);
5302         pgsin += pgsin_a;
5303         if (rahead != NULL)
5304                 *rahead = pgsin_a;
5305         VM_CNT_INC(v_vnodein);
5306         VM_CNT_ADD(v_vnodepgsin, pgsin);
5307
5308         br_flags = (mp != NULL && (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMAPPED_BUFS)
5309             != 0) ? GB_UNMAPPED : 0;
5310 again:
5311         for (i = 0; i < count; i++) {
5312                 if (ma[i] != bogus_page)
5313                         vm_page_busy_downgrade(ma[i]);
5314         }
5315
5316         lbnp = -1;
5317         for (i = 0; i < count; i++) {
5318                 m = ma[i];
5319                 if (m == bogus_page)
5320                         continue;
5321
5322                 /*
5323                  * Pages are shared busy and the object lock is not
5324                  * owned, which together allow for the pages'
5325                  * invalidation.  The racy test for validity avoids
5326                  * useless creation of the buffer for the most typical
5327                  * case when invalidation is not used in redo or for
5328                  * parallel read.  The shared->excl upgrade loop at
5329                  * the end of the function catches the race in a
5330                  * reliable way (protected by the object lock).
5331                  */
5332                 if (vm_page_all_valid(m))
5333                         continue;
5334
5335                 poff = IDX_TO_OFF(m->pindex);
5336                 poffe = MIN(poff + PAGE_SIZE, object->un_pager.vnp.vnp_size);
5337                 for (; poff < poffe; poff += bsize) {
5338                         lbn = get_lblkno(vp, poff);
5339                         if (lbn == lbnp)
5340                                 goto next_page;
5341                         lbnp = lbn;
5342
5343                         error = get_blksize(vp, lbn, &bsize);
5344                         if (error == 0)
5345                                 error = bread_gb(vp, lbn, bsize,
5346                                     curthread->td_ucred, br_flags, &bp);
5347                         if (error != 0)
5348                                 goto end_pages;
5349                         if (bp->b_rcred == curthread->td_ucred) {
5350                                 crfree(bp->b_rcred);
5351                                 bp->b_rcred = NOCRED;
5352                         }
5353                         if (LIST_EMPTY(&bp->b_dep)) {
5354                                 /*
5355                                  * Invalidation clears m->valid, but
5356                                  * may leave B_CACHE flag if the
5357                                  * buffer existed at the invalidation
5358                                  * time.  In this case, recycle the
5359                                  * buffer to do real read on next
5360                                  * bread() after redo.
5361                                  *
5362                                  * Otherwise B_RELBUF is not strictly
5363                                  * necessary, enable to reduce buf
5364                                  * cache pressure.
5365                                  */
5366                                 if (buf_pager_relbuf ||
5367                                     !vm_page_all_valid(m))
5368                                         bp->b_flags |= B_RELBUF;
5369
5370                                 bp->b_flags &= ~B_NOCACHE;
5371                                 brelse(bp);
5372                         } else {
5373                                 bqrelse(bp);
5374                         }
5375                 }
5376                 KASSERT(1 /* racy, enable for debugging */ ||
5377                     vm_page_all_valid(m) || i == count - 1,
5378                     ("buf %d %p invalid", i, m));
5379                 if (i == count - 1 && lpart) {
5380                         if (!vm_page_none_valid(m) &&
5381                             !vm_page_all_valid(m))
5382                                 vm_page_zero_invalid(m, TRUE);
5383                 }
5384 next_page:;
5385         }
5386 end_pages:
5387
5388         redo = false;
5389         for (i = 0; i < count; i++) {
5390                 if (ma[i] == bogus_page)
5391                         continue;
5392                 if (vm_page_busy_tryupgrade(ma[i]) == 0) {
5393                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
5394                         ma[i] = vm_page_grab_unlocked(object, ma[i]->pindex,
5395                             VM_ALLOC_NORMAL);
5396                 }
5397
5398                 /*
5399                  * Since the pages were only sbusy while neither the
5400                  * buffer nor the object lock was held by us, or
5401                  * reallocated while vm_page_grab() slept for busy
5402                  * relinguish, they could have been invalidated.
5403                  * Recheck the valid bits and re-read as needed.
5404                  *
5405                  * Note that the last page is made fully valid in the
5406                  * read loop, and partial validity for the page at
5407                  * index count - 1 could mean that the page was
5408                  * invalidated or removed, so we must restart for
5409                  * safety as well.
5410                  */
5411                 if (!vm_page_all_valid(ma[i]))
5412                         redo = true;
5413         }
5414         if (redo && error == 0)
5415                 goto again;
5416         return (error != 0 ? VM_PAGER_ERROR : VM_PAGER_OK);
5417 }
5418
5419 #include "opt_ddb.h"
5420 #ifdef DDB
5421 #include <ddb/ddb.h>
5422
5423 /* DDB command to show buffer data */
5424 DB_SHOW_COMMAND(buffer, db_show_buffer)
5425 {
5426         /* get args */
5427         struct buf *bp = (struct buf *)addr;
5428 #ifdef FULL_BUF_TRACKING
5429         uint32_t i, j;
5430 #endif
5431
5432         if (!have_addr) {
5433                 db_printf("usage: show buffer <addr>\n");
5434                 return;
5435         }
5436
5437         db_printf("buf at %p\n", bp);
5438         db_printf("b_flags = 0x%b, b_xflags=0x%b\n",
5439             (u_int)bp->b_flags, PRINT_BUF_FLAGS,
5440             (u_int)bp->b_xflags, PRINT_BUF_XFLAGS);
5441         db_printf("b_vflags=0x%b b_ioflags0x%b\n",
5442             (u_int)bp->b_vflags, PRINT_BUF_VFLAGS,
5443             (u_int)bp->b_ioflags, PRINT_BIO_FLAGS);
5444         db_printf(
5445             "b_error = %d, b_bufsize = %ld, b_bcount = %ld, b_resid = %ld\n"
5446             "b_bufobj = (%p), b_data = %p\n, b_blkno = %jd, b_lblkno = %jd, "
5447             "b_vp = %p, b_dep = %p\n",
5448             bp->b_error, bp->b_bufsize, bp->b_bcount, bp->b_resid,
5449             bp->b_bufobj, bp->b_data, (intmax_t)bp->b_blkno,
5450             (intmax_t)bp->b_lblkno, bp->b_vp, bp->b_dep.lh_first);
5451         db_printf("b_kvabase = %p, b_kvasize = %d\n",
5452             bp->b_kvabase, bp->b_kvasize);
5453         if (bp->b_npages) {
5454                 int i;
5455                 db_printf("b_npages = %d, pages(OBJ, IDX, PA): ", bp->b_npages);
5456                 for (i = 0; i < bp->b_npages; i++) {
5457                         vm_page_t m;
5458                         m = bp->b_pages[i];
5459                         if (m != NULL)
5460                                 db_printf("(%p, 0x%lx, 0x%lx)", m->object,
5461                                     (u_long)m->pindex,
5462                                     (u_long)VM_PAGE_TO_PHYS(m));
5463                         else
5464                                 db_printf("( ??? )");
5465                         if ((i + 1) < bp->b_npages)
5466                                 db_printf(",");
5467                 }
5468                 db_printf("\n");
5469         }
5470         BUF_LOCKPRINTINFO(bp);
5471 #if defined(FULL_BUF_TRACKING)
5472         db_printf("b_io_tracking: b_io_tcnt = %u\n", bp->b_io_tcnt);
5473
5474         i = bp->b_io_tcnt % BUF_TRACKING_SIZE;
5475         for (j = 1; j <= BUF_TRACKING_SIZE; j++) {
5476                 if (bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)] == NULL)
5477                         continue;
5478                 db_printf(" %2u: %s\n", j,
5479                     bp->b_io_tracking[BUF_TRACKING_ENTRY(i - j)]);
5480         }
5481 #elif defined(BUF_TRACKING)
5482         db_printf("b_io_tracking: %s\n", bp->b_io_tracking);
5483 #endif
5484         db_printf(" ");
5485 }
5486
5487 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(bufqueues, bufqueues, DB_CMD_MEMSAFE)
5488 {
5489         struct bufdomain *bd;
5490         struct buf *bp;
5491         long total;
5492         int i, j, cnt;
5493
5494         db_printf("bqempty: %d\n", bqempty.bq_len);
5495
5496         for (i = 0; i < buf_domains; i++) {
5497                 bd = &bdomain[i];
5498                 db_printf("Buf domain %d\n", i);
5499                 db_printf("\tfreebufs\t%d\n", bd->bd_freebuffers);
5500                 db_printf("\tlofreebufs\t%d\n", bd->bd_lofreebuffers);
5501                 db_printf("\thifreebufs\t%d\n", bd->bd_hifreebuffers);
5502                 db_printf("\n");
5503                 db_printf("\tbufspace\t%ld\n", bd->bd_bufspace);
5504                 db_printf("\tmaxbufspace\t%ld\n", bd->bd_maxbufspace);
5505                 db_printf("\thibufspace\t%ld\n", bd->bd_hibufspace);
5506                 db_printf("\tlobufspace\t%ld\n", bd->bd_lobufspace);
5507                 db_printf("\tbufspacethresh\t%ld\n", bd->bd_bufspacethresh);
5508                 db_printf("\n");
5509                 db_printf("\tnumdirtybuffers\t%d\n", bd->bd_numdirtybuffers);
5510                 db_printf("\tlodirtybuffers\t%d\n", bd->bd_lodirtybuffers);
5511                 db_printf("\thidirtybuffers\t%d\n", bd->bd_hidirtybuffers);
5512                 db_printf("\tdirtybufthresh\t%d\n", bd->bd_dirtybufthresh);
5513                 db_printf("\n");
5514                 total = 0;
5515                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_cleanq->bq_queue, b_freelist)
5516                         total += bp->b_bufsize;
5517                 db_printf("\tcleanq count\t%d (%ld)\n",
5518                     bd->bd_cleanq->bq_len, total);
5519                 total = 0;
5520                 TAILQ_FOREACH(bp, &bd->bd_dirtyq.bq_queue, b_freelist)
5521                         total += bp->b_bufsize;
5522                 db_printf("\tdirtyq count\t%d (%ld)\n",
5523                     bd->bd_dirtyq.bq_len, total);
5524                 db_printf("\twakeup\t\t%d\n", bd->bd_wanted);
5525                 db_printf("\tlim\t\t%d\n", bd->bd_lim);
5526                 db_printf("\tCPU ");
5527                 for (j = 0; j <= mp_maxid; j++)
5528                         db_printf("%d, ", bd->bd_subq[j].bq_len);
5529                 db_printf("\n");
5530                 cnt = 0;
5531                 total = 0;
5532                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5533                         bp = nbufp(j);
5534                         if (bp->b_domain == i && BUF_ISLOCKED(bp)) {
5535                                 cnt++;
5536                                 total += bp->b_bufsize;
5537                         }
5538                 }
5539                 db_printf("\tLocked buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5540                 cnt = 0;
5541                 total = 0;
5542                 for (j = 0; j < nbuf; j++) {
5543                         bp = nbufp(j);
5544                         if (bp->b_domain == i) {
5545                                 cnt++;
5546                                 total += bp->b_bufsize;
5547                         }
5548                 }
5549                 db_printf("\tTotal buffers: %d space %ld\n", cnt, total);
5550         }
5551 }
5552
5553 DB_SHOW_COMMAND_FLAGS(lockedbufs, lockedbufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5554 {
5555         struct buf *bp;
5556         int i;
5557
5558         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5559                 bp = nbufp(i);
5560                 if (BUF_ISLOCKED(bp)) {
5561                         db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5562                         db_printf("\n");
5563                         if (db_pager_quit)
5564                                 break;
5565                 }
5566         }
5567 }
5568
5569 DB_SHOW_COMMAND(vnodebufs, db_show_vnodebufs)
5570 {
5571         struct vnode *vp;
5572         struct buf *bp;
5573
5574         if (!have_addr) {
5575                 db_printf("usage: show vnodebufs <addr>\n");
5576                 return;
5577         }
5578         vp = (struct vnode *)addr;
5579         db_printf("Clean buffers:\n");
5580         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_clean.bv_hd, b_bobufs) {
5581                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5582                 db_printf("\n");
5583         }
5584         db_printf("Dirty buffers:\n");
5585         TAILQ_FOREACH(bp, &vp->v_bufobj.bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
5586                 db_show_buffer((uintptr_t)bp, 1, 0, NULL);
5587                 db_printf("\n");
5588         }
5589 }
5590
5591 DB_COMMAND_FLAGS(countfreebufs, db_coundfreebufs, DB_CMD_MEMSAFE)
5592 {
5593         struct buf *bp;
5594         int i, used = 0, nfree = 0;
5595
5596         if (have_addr) {
5597                 db_printf("usage: countfreebufs\n");
5598                 return;
5599         }
5600
5601         for (i = 0; i < nbuf; i++) {
5602                 bp = nbufp(i);
5603                 if (bp->b_qindex == QUEUE_EMPTY)
5604                         nfree++;
5605                 else
5606                         used++;
5607         }
5608
5609         db_printf("Counted %d free, %d used (%d tot)\n", nfree, used,
5610             nfree + used);
5611         db_printf("numfreebuffers is %d\n", numfreebuffers);
5612 }
5613 #endif /* DDB */