]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
MFC r320201:
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
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  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_swap.h"
73 #include "opt_vm.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/conf.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/bio.h>
82 #include <sys/buf.h>
83 #include <sys/disk.h>
84 #include <sys/fcntl.h>
85 #include <sys/mount.h>
86 #include <sys/namei.h>
87 #include <sys/vnode.h>
88 #include <sys/malloc.h>
89 #include <sys/racct.h>
90 #include <sys/resource.h>
91 #include <sys/resourcevar.h>
92 #include <sys/rwlock.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/sysproto.h>
95 #include <sys/blist.h>
96 #include <sys/lock.h>
97 #include <sys/sx.h>
98 #include <sys/vmmeter.h>
99
100 #include <security/mac/mac_framework.h>
101
102 #include <vm/vm.h>
103 #include <vm/pmap.h>
104 #include <vm/vm_map.h>
105 #include <vm/vm_kern.h>
106 #include <vm/vm_object.h>
107 #include <vm/vm_page.h>
108 #include <vm/vm_pager.h>
109 #include <vm/vm_pageout.h>
110 #include <vm/vm_param.h>
111 #include <vm/swap_pager.h>
112 #include <vm/vm_extern.h>
113 #include <vm/uma.h>
114
115 #include <geom/geom.h>
116
117 /*
118  * MAX_PAGEOUT_CLUSTER must be a power of 2 between 1 and 64.
119  * The 64-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
120  */
121 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
122 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
123 #endif
124
125 #if !defined(SWB_NPAGES)
126 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
127 #endif
128
129 /*
130  * The swblock structure maps an object and a small, fixed-size range
131  * of page indices to disk addresses within a swap area.
132  * The collection of these mappings is implemented as a hash table.
133  * Unused disk addresses within a swap area are allocated and managed
134  * using a blist.
135  */
136 #define SWCORRECT(n) (sizeof(void *) * (n) / sizeof(daddr_t))
137 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
138 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
139
140 struct swblock {
141         struct swblock  *swb_hnext;
142         vm_object_t     swb_object;
143         vm_pindex_t     swb_index;
144         int             swb_count;
145         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
146 };
147
148 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
149 static struct mtx sw_dev_mtx;
150 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
151 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
152 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
153 int swap_pager_avail;
154 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
155
156 static vm_ooffset_t swap_total;
157 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
158     "Total amount of available swap storage.");
159 static vm_ooffset_t swap_reserved;
160 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
161     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
162 static int overcommit = 0;
163 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
164     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
165     "for details.");
166 static unsigned long swzone;
167 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
168     "Actual size of swap metadata zone");
169 static unsigned long swap_maxpages;
170 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
171     "Maximum amount of swap supported");
172
173 /* bits from overcommit */
174 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
175 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
176 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
177
178 int
179 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
180 {
181
182         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
183 }
184
185 int
186 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
187 {
188         vm_ooffset_t r, s;
189         int res, error;
190         static int curfail;
191         static struct timeval lastfail;
192         struct uidinfo *uip;
193
194         uip = cred->cr_ruidinfo;
195
196         if (incr & PAGE_MASK)
197                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
198
199 #ifdef RACCT
200         if (racct_enable) {
201                 PROC_LOCK(curproc);
202                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
203                 PROC_UNLOCK(curproc);
204                 if (error != 0)
205                         return (0);
206         }
207 #endif
208
209         res = 0;
210         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
211         r = swap_reserved + incr;
212         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
213                 s = cnt.v_page_count - cnt.v_free_reserved - cnt.v_wire_count;
214                 s *= PAGE_SIZE;
215         } else
216                 s = 0;
217         s += swap_total;
218         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
219             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
220                 res = 1;
221                 swap_reserved = r;
222         }
223         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
224
225         if (res) {
226                 PROC_LOCK(curproc);
227                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
228                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
229                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curproc, RLIMIT_SWAP) &&
230                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
231                         res = 0;
232                 else
233                         uip->ui_vmsize += incr;
234                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
235                 PROC_UNLOCK(curproc);
236                 if (!res) {
237                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
238                         swap_reserved -= incr;
239                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
240                 }
241         }
242         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
243                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
244                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
245         }
246
247 #ifdef RACCT
248         if (!res) {
249                 PROC_LOCK(curproc);
250                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
251                 PROC_UNLOCK(curproc);
252         }
253 #endif
254
255         return (res);
256 }
257
258 void
259 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
260 {
261         struct uidinfo *uip;
262
263         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
264         swap_reserved += incr;
265         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
266
267 #ifdef RACCT
268         PROC_LOCK(curproc);
269         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
270         PROC_UNLOCK(curproc);
271 #endif
272
273         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
274         PROC_LOCK(curproc);
275         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
276         uip->ui_vmsize += incr;
277         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
278         PROC_UNLOCK(curproc);
279 }
280
281 void
282 swap_release(vm_ooffset_t decr)
283 {
284         struct ucred *cred;
285
286         PROC_LOCK(curproc);
287         cred = curthread->td_ucred;
288         swap_release_by_cred(decr, cred);
289         PROC_UNLOCK(curproc);
290 }
291
292 void
293 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
294 {
295         struct uidinfo *uip;
296
297         uip = cred->cr_ruidinfo;
298
299         if (decr & PAGE_MASK)
300                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
301
302         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
303         if (swap_reserved < decr)
304                 panic("swap_reserved < decr");
305         swap_reserved -= decr;
306         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
307
308         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
309         if (uip->ui_vmsize < decr)
310                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
311         uip->ui_vmsize -= decr;
312         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
313
314         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
315 }
316
317 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
318
319 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
320 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
321
322 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
323 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
324 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
325 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
326 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
327 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
328 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
329
330 static struct swblock **swhash;
331 static int swhash_mask;
332 static struct mtx swhash_mtx;
333
334 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
335 static struct sx sw_alloc_sx;
336
337
338 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
339         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
340
341 /*
342  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
343  * of searching a named list by hashing it just a little.
344  */
345
346 #define NOBJLISTS               8
347
348 #define NOBJLIST(handle)        \
349         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
350
351 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */
352 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
353 static uma_zone_t       swap_zone;
354
355 /*
356  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
357  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
358  * (see vm/swap_pager.h).
359  */
360 static vm_object_t
361                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
362                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
363 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
364 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
365 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
366 static boolean_t
367                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
368 static void     swap_pager_init(void);
369 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
370 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
371
372 struct pagerops swappagerops = {
373         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
374         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
375         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
376         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
377         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
378         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
379         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
380 };
381
382 /*
383  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
384  * internal.
385  */
386 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
387 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
388
389 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &nsw_cluster_max, 0,
390     "Maximum size of a swap block in pages");
391
392 static void     swp_sizecheck(void);
393 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
394 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
395 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
396 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
397
398 /*
399  * Swap bitmap functions
400  */
401 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
402 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
403
404 /*
405  * Metadata functions
406  */
407 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
408 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
409 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
410 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
411 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
412
413 static void
414 swp_pager_free_nrpage(vm_page_t m)
415 {
416
417         vm_page_lock(m);
418         if (m->wire_count == 0)
419                 vm_page_free(m);
420         vm_page_unlock(m);
421 }
422
423 /*
424  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
425  *
426  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
427  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
428  *
429  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
430  *
431  *      No restrictions on call
432  *      This routine may not block.
433  */
434 static void
435 swp_sizecheck(void)
436 {
437
438         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
439                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
440                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
441                         swap_pager_almost_full = 1;
442                 }
443         } else {
444                 swap_pager_full = 0;
445                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
446                         swap_pager_almost_full = 0;
447         }
448 }
449
450 /*
451  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
452  *
453  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
454  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
455  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
456  *      find a swapblk.
457  */
458 static struct swblock **
459 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
460 {
461         struct swblock **pswap;
462         struct swblock *swap;
463
464         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
465         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
466         while ((swap = *pswap) != NULL) {
467                 if (swap->swb_object == object &&
468                     swap->swb_index == index
469                 ) {
470                         break;
471                 }
472                 pswap = &swap->swb_hnext;
473         }
474         return (pswap);
475 }
476
477 /*
478  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
479  *
480  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
481  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
482  *      system has yet to be initialized at this point.
483  */
484 static void
485 swap_pager_init(void)
486 {
487         /*
488          * Initialize object lists
489          */
490         int i;
491
492         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
493                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
494         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
495         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
496         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
497 }
498
499 /*
500  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
501  *
502  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
503  *      its main loop.
504  */
505 void
506 swap_pager_swap_init(void)
507 {
508         unsigned long n, n2;
509
510         /*
511          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
512          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
513          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
514          * but it isn't very efficient).
515          *
516          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
517          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
518          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
519          * constrained by the swap device interleave stripe size.
520          *
521          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
522          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
523          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
524          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
525          * a higher value would probably generate only a limited improvement
526          * with three or four active swap devices since the system does not
527          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
528          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
529          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
530          * So it all works out pretty well.
531          */
532         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
533
534         mtx_lock(&pbuf_mtx);
535         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
536         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
537         nsw_wcount_async = 4;
538         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
539         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
540
541         /*
542          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
543          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
544          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
545          * is typically limited to around 32MB by default.
546          */
547         n = cnt.v_page_count / 2;
548         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
549                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
550         n2 = n;
551         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
552             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
553         if (swap_zone == NULL)
554                 panic("failed to create swap_zone.");
555         do {
556                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
557                         break;
558                 /*
559                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
560                  * size of the previous attempt.
561                  */
562                 n -= ((n + 2) / 3);
563         } while (n > 0);
564         if (n2 != n)
565                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
566         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
567         swzone = n * sizeof(struct swblock);
568         n2 = n;
569
570         /*
571          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
572          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
573          * oversized hash table.
574          *
575          *      n:              size of hash table, must be power of 2
576          *      swhash_mask:    hash table index mask
577          */
578         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
579                 ;
580         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
581         swhash_mask = n - 1;
582         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
583 }
584
585 /*
586  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
587  *                      its metadata structures.
588  *
589  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
590  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
591  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
592  *
593  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
594  *      object lookup race, so we must interlock.
595  *
596  * MPSAFE
597  */
598 static vm_object_t
599 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
600     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
601 {
602         vm_object_t object;
603         vm_pindex_t pindex;
604
605         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
606         if (handle) {
607                 mtx_lock(&Giant);
608                 /*
609                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
610                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
611                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
612                  * of the handle.
613                  */
614                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
615                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
616                 if (object == NULL) {
617                         if (cred != NULL) {
618                                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred)) {
619                                         sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
620                                         mtx_unlock(&Giant);
621                                         return (NULL);
622                                 }
623                                 crhold(cred);
624                         }
625                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
626                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
627                         object->handle = handle;
628                         if (cred != NULL) {
629                                 object->cred = cred;
630                                 object->charge = size;
631                         }
632                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
633                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
634                 }
635                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
636                 mtx_unlock(&Giant);
637         } else {
638                 if (cred != NULL) {
639                         if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
640                                 return (NULL);
641                         crhold(cred);
642                 }
643                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
644                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
645                 if (cred != NULL) {
646                         object->cred = cred;
647                         object->charge = size;
648                 }
649                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
650                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
651         }
652         return (object);
653 }
654
655 /*
656  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
657  *
658  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
659  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
660  *      routine is typically called only when the entire object is
661  *      about to be destroyed.
662  *
663  *      The object must be locked.
664  */
665 static void
666 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
667 {
668
669         /*
670          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
671          * pageout completion.
672          */
673         if (object->handle != NULL) {
674                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
675                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
676                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
677         }
678
679         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
680         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
681
682         /*
683          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
684          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
685          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
686          * if paging is still in progress on some objects.
687          */
688         swp_pager_meta_free_all(object);
689         object->handle = NULL;
690         object->type = OBJT_DEAD;
691 }
692
693 /************************************************************************
694  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
695  ************************************************************************/
696
697 /*
698  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
699  *
700  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
701  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
702  *      if the allocation failed.
703  *
704  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
705  *      when they configured swap and didn't configure enough.
706  *
707  *      This routine may not sleep.
708  *
709  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
710  */
711 static daddr_t
712 swp_pager_getswapspace(int npages)
713 {
714         daddr_t blk;
715         struct swdevt *sp;
716         int i;
717
718         blk = SWAPBLK_NONE;
719         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
720         sp = swdevhd;
721         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
722                 if (sp == NULL)
723                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
724                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
725                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
726                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
727                                 blk += sp->sw_first;
728                                 sp->sw_used += npages;
729                                 swap_pager_avail -= npages;
730                                 swp_sizecheck();
731                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
732                                 goto done;
733                         }
734                 }
735                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
736         }
737         if (swap_pager_full != 2) {
738                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
739                 swap_pager_full = 2;
740                 swap_pager_almost_full = 1;
741         }
742         swdevhd = NULL;
743 done:
744         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
745         return (blk);
746 }
747
748 static int
749 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
750 {
751
752         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
753 }
754
755 static void
756 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
757 {
758         struct swdevt *sp;
759
760         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
761         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
762                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
763                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
764                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
765                             unmapped_buf_allowed) {
766                                 bp->b_kvaalloc = bp->b_data;
767                                 bp->b_data = unmapped_buf;
768                                 bp->b_kvabase = unmapped_buf;
769                                 bp->b_offset = 0;
770                                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
771                         } else {
772                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
773                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
774                         }
775                         sp->sw_strategy(bp, sp);
776                         return;
777                 }
778         }
779         panic("Swapdev not found");
780 }
781
782
783 /*
784  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
785  *
786  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
787  *
788  *      This routine may not sleep.
789  */
790 static void
791 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
792 {
793         struct swdevt *sp;
794
795         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
796         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
797                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
798                         sp->sw_used -= npages;
799                         /*
800                          * If we are attempting to stop swapping on
801                          * this device, we don't want to mark any
802                          * blocks free lest they be reused.
803                          */
804                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
805                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
806                                     npages);
807                                 swap_pager_avail += npages;
808                                 swp_sizecheck();
809                         }
810                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
811                         return;
812                 }
813         }
814         panic("Swapdev not found");
815 }
816
817 /*
818  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
819  *                              range within an object.
820  *
821  *      This is a globally accessible routine.
822  *
823  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
824  *
825  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
826  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
827  *      we should be ok.
828  *
829  *      The object must be locked.
830  */
831 void
832 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
833 {
834
835         swp_pager_meta_free(object, start, size);
836 }
837
838 /*
839  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
840  *
841  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
842  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
843  *
844  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
845  */
846 int
847 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
848 {
849         int n = 0;
850         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
851         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
852
853         VM_OBJECT_WLOCK(object);
854         while (size) {
855                 if (n == 0) {
856                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
857                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
858                                 n >>= 1;
859                                 if (n == 0) {
860                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
861                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
862                                         return (-1);
863                                 }
864                         }
865                 }
866                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
867                 --size;
868                 ++start;
869                 ++blk;
870                 --n;
871         }
872         swp_pager_meta_free(object, start, n);
873         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
874         return (0);
875 }
876
877 /*
878  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
879  *                      and destroy the source.
880  *
881  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
882  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
883  *      we keep the destination's.
884  *
885  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
886  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
887  *      progress on the source.
888  *
889  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
890  *
891  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
892  *
893  *      The source and destination objects must be locked.
894  *      Both object locks may temporarily be released.
895  */
896 void
897 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
898     vm_pindex_t offset, int destroysource)
899 {
900         vm_pindex_t i;
901
902         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
903         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
904
905         /*
906          * If destroysource is set, we remove the source object from the
907          * swap_pager internal queue now.
908          */
909         if (destroysource) {
910                 if (srcobject->handle != NULL) {
911                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
912                         TAILQ_REMOVE(
913                             NOBJLIST(srcobject->handle),
914                             srcobject,
915                             pager_object_list
916                         );
917                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
918                 }
919         }
920
921         /*
922          * transfer source to destination.
923          */
924         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
925                 daddr_t dstaddr;
926
927                 /*
928                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
929                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
930                  * if the destination is a resident page, in which case the
931                  * source is thrown away.
932                  */
933                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
934
935                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
936                         /*
937                          * Destination has no swapblk and is not resident,
938                          * copy source.
939                          */
940                         daddr_t srcaddr;
941
942                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
943                             srcobject,
944                             i + offset,
945                             SWM_POP
946                         );
947
948                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
949                                 /*
950                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
951                                  */
952                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
953                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
954                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
955                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
956                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
957                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
958                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
959                         }
960                 } else {
961                         /*
962                          * Destination has valid swapblk or it is represented
963                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
964                          */
965
966                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
967                 }
968         }
969
970         /*
971          * Free left over swap blocks in source.
972          *
973          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
974          * double-remove the object from the swap queues.
975          */
976         if (destroysource) {
977                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
978                 /*
979                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
980                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
981                  * for consistency since we've removed the object from its
982                  * queues.
983                  */
984                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
985         }
986 }
987
988 /*
989  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
990  *                              the requested page.
991  *
992  *      We determine whether good backing store exists for the requested
993  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
994  *
995  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
996  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
997  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
998  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
999  *      doing here.
1000  */
1001 static boolean_t
1002 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
1003 {
1004         daddr_t blk0;
1005
1006         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1007         /*
1008          * do we have good backing store at the requested index ?
1009          */
1010         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1011
1012         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1013                 if (before)
1014                         *before = 0;
1015                 if (after)
1016                         *after = 0;
1017                 return (FALSE);
1018         }
1019
1020         /*
1021          * find backwards-looking contiguous good backing store
1022          */
1023         if (before != NULL) {
1024                 int i;
1025
1026                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1027                         daddr_t blk;
1028
1029                         if (i > pindex)
1030                                 break;
1031                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1032                         if (blk != blk0 - i)
1033                                 break;
1034                 }
1035                 *before = (i - 1);
1036         }
1037
1038         /*
1039          * find forward-looking contiguous good backing store
1040          */
1041         if (after != NULL) {
1042                 int i;
1043
1044                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1045                         daddr_t blk;
1046
1047                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1048                         if (blk != blk0 + i)
1049                                 break;
1050                 }
1051                 *after = (i - 1);
1052         }
1053         return (TRUE);
1054 }
1055
1056 /*
1057  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1058  *
1059  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1060  *      not, from the page.
1061  *
1062  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1063  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1064  *      calls us in a special-case situation
1065  *
1066  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1067  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1068  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1069  *      depends on it.
1070  *
1071  *      This routine may not sleep.
1072  *
1073  *      The object containing the page must be locked.
1074  */
1075 static void
1076 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1077 {
1078
1079         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1080 }
1081
1082 /*
1083  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
1084  *
1085  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
1086  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1087  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1088  *      belongs to the same object.
1089  *
1090  *      The code is designed for asynchronous operation and
1091  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1092  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1093  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1094  *
1095  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1096  *      calling us and we should return with the same.
1097  *
1098  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1099  *      left busy, but the others adjusted.
1100  */
1101 static int
1102 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
1103 {
1104         struct buf *bp;
1105         vm_page_t mreq;
1106         int i;
1107         int j;
1108         daddr_t blk;
1109
1110         mreq = m[reqpage];
1111
1112         KASSERT(mreq->object == object,
1113             ("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
1114             object, mreq->object));
1115
1116         /*
1117          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1118          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
1119          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
1120          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the
1121          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1122          *
1123          * The swp_*() calls must be made with the object locked.
1124          */
1125         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1126
1127         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1128                 daddr_t iblk;
1129
1130                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1131                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1132                         break;
1133         }
1134         ++i;
1135
1136         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1137                 daddr_t jblk;
1138
1139                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1140                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1141                         break;
1142         }
1143
1144         /*
1145          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1146          * mreq, it must remain busy throughout.
1147          */
1148         if (0 < i || j < count) {
1149                 int k;
1150
1151                 for (k = 0; k < i; ++k)
1152                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1153                 for (k = j; k < count; ++k)
1154                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1155         }
1156
1157         /*
1158          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq
1159          * still busy, but the others unbusied.
1160          */
1161         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1162                 return (VM_PAGER_FAIL);
1163
1164         /*
1165          * Getpbuf() can sleep.
1166          */
1167         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1168         /*
1169          * Get a swap buffer header to perform the IO
1170          */
1171         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1172         bp->b_flags |= B_PAGING;
1173
1174         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1175         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1176         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1177         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1178         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1179         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1180         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1181         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1182
1183         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1184         {
1185                 int k;
1186
1187                 for (k = i; k < j; ++k) {
1188                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1189                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1190                 }
1191         }
1192         bp->b_npages = j - i;
1193
1194         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1195         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1196
1197         /*
1198          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1199          * does not remove it.
1200          */
1201         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1202         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1203
1204         /*
1205          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1206          * this point because we automatically release it on completion.
1207          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1208          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1209          *
1210          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1211          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1212          *
1213          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1214          */
1215         BUF_KERNPROC(bp);
1216         swp_pager_strategy(bp);
1217
1218         /*
1219          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1220          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1221          * is set in the meta-data.
1222          */
1223         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1224         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1225                 mreq->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1226                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1227                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1228                     "swread", hz * 20)) {
1229                         printf(
1230 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1231                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1232                 }
1233         }
1234
1235         /*
1236          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1237          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1238          * not be valid.
1239          */
1240         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1241                 return (VM_PAGER_ERROR);
1242         } else {
1243                 return (VM_PAGER_OK);
1244         }
1245
1246         /*
1247          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1248          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1249          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1250          * to all-zero's later.
1251          */
1252 }
1253
1254 /*
1255  *      swap_pager_putpages:
1256  *
1257  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1258  *
1259  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1260  *      are automatically converted to SWAP objects.
1261  *
1262  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1263  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1264  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1265  *      which needs work.
1266  *
1267  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1268  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1269  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1270  *      completion.
1271  *
1272  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1273  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1274  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1275  */
1276 void
1277 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1278     int flags, int *rtvals)
1279 {
1280         int i, n;
1281         boolean_t sync;
1282
1283         if (count && m[0]->object != object) {
1284                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1285                     object,
1286                     m[0]->object
1287                 );
1288         }
1289
1290         /*
1291          * Step 1
1292          *
1293          * Turn object into OBJT_SWAP
1294          * check for bogus sysops
1295          * force sync if not pageout process
1296          */
1297         if (object->type != OBJT_SWAP)
1298                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1299         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1300
1301         n = 0;
1302         if (curproc != pageproc)
1303                 sync = TRUE;
1304         else
1305                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1306
1307         /*
1308          * Step 2
1309          *
1310          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.
1311          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1312          */
1313         mtx_lock(&pbuf_mtx);
1314         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1315                 int n;
1316
1317                 /*
1318                  * limit range
1319                  */
1320                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1321                         n = nswbuf / 2;
1322                 if (n < 1)
1323                         n = 1;
1324                 swap_async_max = n;
1325
1326                 /*
1327                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1328                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1329                  * at this time.
1330                  */
1331                 n -= nsw_wcount_async_max;
1332                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1333                         nsw_wcount_async += n;
1334                         nsw_wcount_async_max += n;
1335                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1336                 }
1337         }
1338         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
1339
1340         /*
1341          * Step 3
1342          *
1343          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1344          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1345          * successfully.
1346          */
1347         for (i = 0; i < count; i += n) {
1348                 int j;
1349                 struct buf *bp;
1350                 daddr_t blk;
1351
1352                 /*
1353                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1354                  */
1355                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1356                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1357
1358                 /*
1359                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1360                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1361                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1362                  * fragment swap.
1363                  */
1364                 while (
1365                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1366                     n > 4
1367                 ) {
1368                         n >>= 1;
1369                 }
1370                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1371                         for (j = 0; j < n; ++j)
1372                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1373                         continue;
1374                 }
1375
1376                 /*
1377                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1378                  * request and assign the swap space.
1379                  */
1380                 if (sync == TRUE) {
1381                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1382                 } else {
1383                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1384                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1385                 }
1386                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1387                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1388
1389                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1390                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1391                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1392                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1393                 bp->b_blkno = blk;
1394
1395                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1396                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1397                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1398
1399                         swp_pager_meta_build(
1400                             mreq->object,
1401                             mreq->pindex,
1402                             blk + j
1403                         );
1404                         vm_page_dirty(mreq);
1405                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1406
1407                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1408                         bp->b_pages[j] = mreq;
1409                 }
1410                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1411                 bp->b_npages = n;
1412                 /*
1413                  * Must set dirty range for NFS to work.
1414                  */
1415                 bp->b_dirtyoff = 0;
1416                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1417
1418                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1419                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1420
1421                 /*
1422                  * asynchronous
1423                  *
1424                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1425                  */
1426                 if (sync == FALSE) {
1427                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1428                         BUF_KERNPROC(bp);
1429                         swp_pager_strategy(bp);
1430
1431                         for (j = 0; j < n; ++j)
1432                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1433                         /* restart outter loop */
1434                         continue;
1435                 }
1436
1437                 /*
1438                  * synchronous
1439                  *
1440                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1441                  */
1442                 bp->b_iodone = bdone;
1443                 swp_pager_strategy(bp);
1444
1445                 /*
1446                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1447                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1448                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1449                  * double-free.
1450                  */
1451                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1452                 for (j = 0; j < n; ++j)
1453                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1454                 /*
1455                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1456                  * normal async completion, which frees everything up.
1457                  */
1458                 swp_pager_async_iodone(bp);
1459         }
1460         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1461 }
1462
1463 /*
1464  *      swp_pager_async_iodone:
1465  *
1466  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1467  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1468  *
1469  *      This routine may not sleep.
1470  */
1471 static void
1472 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1473 {
1474         int i;
1475         vm_object_t object = NULL;
1476
1477         /*
1478          * report error
1479          */
1480         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1481                 printf(
1482                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1483                         "size %ld, error %d\n",
1484                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1485                     (long)bp->b_blkno,
1486                     (long)bp->b_bcount,
1487                     bp->b_error
1488                 );
1489         }
1490
1491         /*
1492          * remove the mapping for kernel virtual
1493          */
1494         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
1495                 bp->b_data = bp->b_kvaalloc;
1496                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
1497                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
1498         } else
1499                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1500
1501         if (bp->b_npages) {
1502                 object = bp->b_pages[0]->object;
1503                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1504         }
1505
1506         /*
1507          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1508          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1509          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1510          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1511          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1512          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1513          */
1514         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1515                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1516
1517                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1518                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1519                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1520                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1521                 }
1522
1523                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1524                         /*
1525                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1526                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1527                          * can never be used again.  But I can't from an
1528                          * interrupt.
1529                          */
1530                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1531                                 /*
1532                                  * When reading, reqpage needs to stay
1533                                  * locked for the parent, but all other
1534                                  * pages can be freed.  We still want to
1535                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1536                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and
1537                                  * not match anything ).
1538                                  *
1539                                  * We have to wake specifically requested pages
1540                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1541                                  * someone may be waiting for that.
1542                                  *
1543                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1544                                  * be overridden by the original caller of
1545                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1546                                  */
1547                                 m->valid = 0;
1548                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1549                                         swp_pager_free_nrpage(m);
1550                                 else {
1551                                         vm_page_lock(m);
1552                                         vm_page_flash(m);
1553                                         vm_page_unlock(m);
1554                                 }
1555                                 /*
1556                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake
1557                                  * the page up.  The caller needs to.
1558                                  */
1559                         } else {
1560                                 /*
1561                                  * If a write error occurs, reactivate page
1562                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1563                                  * then finish the I/O.
1564                                  */
1565                                 vm_page_dirty(m);
1566                                 vm_page_lock(m);
1567                                 vm_page_activate(m);
1568                                 vm_page_unlock(m);
1569                                 vm_page_sunbusy(m);
1570                         }
1571                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1572                         /*
1573                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1574                          * overridden by the original caller of getpages so
1575                          * we cannot set them in order to free the underlying
1576                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1577                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1578                          * that existed in the old swapper for a time before
1579                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1580                          *
1581                          * If not the requested page then deactivate it.
1582                          *
1583                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1584                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1585                          * other pages are released (unbusied) by
1586                          * vm_page_xunbusy().
1587                          */
1588                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1589                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1590                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1591                         KASSERT(m->dirty == 0,
1592                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1593
1594                         /*
1595                          * We have to wake specifically requested pages
1596                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1597                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1598                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1599                          * requested page - getpages expects it to be
1600                          * left busy.
1601                          */
1602                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1603                                 vm_page_lock(m);
1604                                 vm_page_deactivate(m);
1605                                 vm_page_unlock(m);
1606                                 vm_page_xunbusy(m);
1607                         } else {
1608                                 vm_page_lock(m);
1609                                 vm_page_flash(m);
1610                                 vm_page_unlock(m);
1611                         }
1612                 } else {
1613                         /*
1614                          * For write success, clear the dirty
1615                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1616                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1617                          */
1618                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1619                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1620                             " protected", m));
1621                         vm_page_undirty(m);
1622                         vm_page_sunbusy(m);
1623                         if (vm_page_count_severe()) {
1624                                 vm_page_lock(m);
1625                                 vm_page_try_to_cache(m);
1626                                 vm_page_unlock(m);
1627                         }
1628                 }
1629         }
1630
1631         /*
1632          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1633          * pip refs on the object.
1634          */
1635         if (object != NULL) {
1636                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1637                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1638         }
1639
1640         /*
1641          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1642          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1643          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1644          */
1645         if (bp->b_vp) {
1646                     bp->b_vp = NULL;
1647                     bp->b_bufobj = NULL;
1648         }
1649         /*
1650          * release the physical I/O buffer
1651          */
1652         relpbuf(
1653             bp,
1654             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1655                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1656                     &nsw_wcount_async :
1657                     &nsw_wcount_sync
1658                 )
1659             )
1660         );
1661 }
1662
1663 /*
1664  *      swap_pager_isswapped:
1665  *
1666  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1667  *      out to the given swap device.
1668  *
1669  *      This routine may not sleep.
1670  */
1671 int
1672 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1673 {
1674         daddr_t index = 0;
1675         int bcount;
1676         int i;
1677
1678         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1679         if (object->type != OBJT_SWAP)
1680                 return (0);
1681
1682         mtx_lock(&swhash_mtx);
1683         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1684                 struct swblock *swap;
1685
1686                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1687                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1688                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1689                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1690                                         return (1);
1691                                 }
1692                         }
1693                 }
1694                 index += SWAP_META_PAGES;
1695         }
1696         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1697         return (0);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1702  *
1703  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1704  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1705  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1706  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1707  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1708  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1709  *      paged in.
1710  *
1711  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1712  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1713  */
1714 static inline void
1715 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1716 {
1717         vm_page_t m;
1718
1719         vm_object_pip_add(object, 1);
1720         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1721         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1722                 vm_object_pip_subtract(object, 1);
1723                 vm_page_dirty(m);
1724                 vm_page_lock(m);
1725                 vm_page_activate(m);
1726                 vm_page_unlock(m);
1727                 vm_page_xunbusy(m);
1728                 vm_pager_page_unswapped(m);
1729                 return;
1730         }
1731
1732         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1733                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1734         vm_object_pip_subtract(object, 1);
1735         vm_page_dirty(m);
1736         vm_page_lock(m);
1737         vm_page_deactivate(m);
1738         vm_page_unlock(m);
1739         vm_page_xunbusy(m);
1740         vm_pager_page_unswapped(m);
1741 }
1742
1743 /*
1744  *      swap_pager_swapoff:
1745  *
1746  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1747  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1748  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1749  *      There may be no processes swapped out to the device.
1750  *
1751  *      This routine may block.
1752  */
1753 static void
1754 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1755 {
1756         struct swblock *swap;
1757         vm_object_t locked_obj, object;
1758         vm_pindex_t pindex;
1759         int i, j, retries;
1760
1761         GIANT_REQUIRED;
1762
1763         retries = 0;
1764         locked_obj = NULL;
1765 full_rescan:
1766         mtx_lock(&swhash_mtx);
1767         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1768 restart:
1769                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1770                         object = swap->swb_object;
1771                         pindex = swap->swb_index;
1772                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1773                                 if (!swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp))
1774                                         continue;
1775                                 if (locked_obj != object) {
1776                                         if (locked_obj != NULL)
1777                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1778                                         locked_obj = object;
1779                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1780                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1781                                                 /* Depends on type-stability. */
1782                                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1783                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1784                                                 goto restart;
1785                                         }
1786                                 }
1787                                 MPASS(locked_obj == object);
1788                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1789                                 swp_pager_force_pagein(object, pindex + j);
1790                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1791                                 goto restart;
1792                         }
1793                 }
1794         }
1795         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1796         if (locked_obj != NULL) {
1797                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1798                 locked_obj = NULL;
1799         }
1800         if (sp->sw_used) {
1801                 /*
1802                  * Objects may be locked or paging to the device being
1803                  * removed, so we will miss their pages and need to
1804                  * make another pass.  We have marked this device as
1805                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1806                  */
1807                 retries++;
1808                 if (retries > 100) {
1809                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1810                             sp->sw_used);
1811                 }
1812                 pause("swpoff", hz / 20);
1813                 goto full_rescan;
1814         }
1815 }
1816
1817 /************************************************************************
1818  *                              SWAP META DATA                          *
1819  ************************************************************************
1820  *
1821  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1822  *      OBJT_SWAP object.
1823  *
1824  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1825  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1826  *      appropriate tracking counters.
1827  */
1828
1829 /*
1830  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1831  *
1832  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1833  *      object.
1834  *
1835  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1836  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1837  *      assigned swapblk is freed.
1838  */
1839 static void
1840 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1841 {
1842         static volatile int exhausted;
1843         struct swblock *swap;
1844         struct swblock **pswap;
1845         int idx;
1846
1847         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1848         /*
1849          * Convert default object to swap object if necessary
1850          */
1851         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1852                 object->type = OBJT_SWAP;
1853                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1854
1855                 if (object->handle != NULL) {
1856                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1857                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1858                             NOBJLIST(object->handle),
1859                             object,
1860                             pager_object_list
1861                         );
1862                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1863                 }
1864         }
1865
1866         /*
1867          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1868          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1869          * and, since the hash table may have changed, retry.
1870          */
1871 retry:
1872         mtx_lock(&swhash_mtx);
1873         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1874
1875         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1876                 int i;
1877
1878                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1879                         goto done;
1880
1881                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1882                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1883                 if (swap == NULL) {
1884                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1885                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1886                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1887                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1888                                         printf("swap zone exhausted, "
1889                                             "increase kern.maxswzone\n");
1890                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1891                                 pause("swzonex", 10);
1892                         } else
1893                                 VM_WAIT;
1894                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1895                         goto retry;
1896                 }
1897
1898                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1899                         printf("swap zone ok\n");
1900
1901                 swap->swb_hnext = NULL;
1902                 swap->swb_object = object;
1903                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1904                 swap->swb_count = 0;
1905
1906                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1907
1908                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1909                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1910         }
1911
1912         /*
1913          * Delete prior contents of metadata
1914          */
1915         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1916
1917         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1918                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1919                 --swap->swb_count;
1920         }
1921
1922         /*
1923          * Enter block into metadata
1924          */
1925         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1926         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1927                 ++swap->swb_count;
1928 done:
1929         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1930 }
1931
1932 /*
1933  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1934  *
1935  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1936  *      returned to the swap bitmap.
1937  *
1938  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1939  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1940  *      with resident pages.
1941  */
1942 static void
1943 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1944 {
1945
1946         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1947         if (object->type != OBJT_SWAP)
1948                 return;
1949
1950         while (count > 0) {
1951                 struct swblock **pswap;
1952                 struct swblock *swap;
1953
1954                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1955                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1956
1957                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1958                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1959
1960                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1961                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1962                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1963                                         SWAPBLK_NONE;
1964                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1965                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1966                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1967                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1968                                 }
1969                         }
1970                         --count;
1971                         ++index;
1972                 } else {
1973                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1974                         count -= n;
1975                         index += n;
1976                 }
1977                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1978         }
1979 }
1980
1981 /*
1982  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1983  *
1984  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1985  *      an object.
1986  */
1987 static void
1988 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1989 {
1990         struct swblock **pswap, *swap;
1991         vm_pindex_t index;
1992         daddr_t v;
1993         int i;
1994
1995         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1996         if (object->type != OBJT_SWAP)
1997                 return;
1998
1999         index = 0;
2000         while (object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2001                 mtx_lock(&swhash_mtx);
2002                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
2003                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
2004                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2005                                 v = swap->swb_pages[i];
2006                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2007                                         --swap->swb_count;
2008                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
2009                                 }
2010                         }
2011                         if (swap->swb_count != 0)
2012                                 panic(
2013                                     "swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2014                         *pswap = swap->swb_hnext;
2015                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2016                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2017                 }
2018                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
2019                 index += SWAP_META_PAGES;
2020         }
2021 }
2022
2023 /*
2024  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2025  *
2026  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2027  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2028  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2029  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2030  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
2031  *      meta-data swapblks.
2032  *
2033  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2034  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2035  *
2036  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
2037  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
2038  *      busy page.
2039  *
2040  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2041  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2042  */
2043 static daddr_t
2044 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
2045 {
2046         struct swblock **pswap;
2047         struct swblock *swap;
2048         daddr_t r1;
2049         int idx;
2050
2051         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2052         /*
2053          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
2054          * and even then might not be allocated yet.
2055          */
2056         if (object->type != OBJT_SWAP)
2057                 return (SWAPBLK_NONE);
2058
2059         r1 = SWAPBLK_NONE;
2060         mtx_lock(&swhash_mtx);
2061         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
2062
2063         if ((swap = *pswap) != NULL) {
2064                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
2065                 r1 = swap->swb_pages[idx];
2066
2067                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2068                         if (flags & SWM_FREE) {
2069                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
2070                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2071                         }
2072                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2073                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2074                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2075                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2076                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2077                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2078                                 }
2079                         }
2080                 }
2081         }
2082         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2083         return (r1);
2084 }
2085
2086 /*
2087  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2088  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2089  * if already swapping on this device.
2090  */
2091 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2092 struct swapon_args {
2093         char *name;
2094 };
2095 #endif
2096
2097 /*
2098  * MPSAFE
2099  */
2100 /* ARGSUSED */
2101 int
2102 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2103 {
2104         struct vattr attr;
2105         struct vnode *vp;
2106         struct nameidata nd;
2107         int error;
2108
2109         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2110         if (error)
2111                 return (error);
2112
2113         mtx_lock(&Giant);
2114         while (swdev_syscall_active)
2115             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
2116         swdev_syscall_active = 1;
2117
2118         /*
2119          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2120          * memory of >1GB.
2121          */
2122         if (swap_zone == NULL) {
2123                 error = ENOMEM;
2124                 goto done;
2125         }
2126
2127         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2128             uap->name, td);
2129         error = namei(&nd);
2130         if (error)
2131                 goto done;
2132
2133         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2134         vp = nd.ni_vp;
2135
2136         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2137                 error = swapongeom(td, vp);
2138         } else if (vp->v_type == VREG &&
2139             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2140             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2141                 /*
2142                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2143                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2144                  */
2145                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2146         }
2147
2148         if (error)
2149                 vrele(vp);
2150 done:
2151         swdev_syscall_active = 0;
2152         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2153         mtx_unlock(&Giant);
2154         return (error);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2159  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2160  * message and return -1; otherwise, return 0.
2161  */
2162 static int
2163 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2164 {
2165         unsigned long maxpages;
2166
2167         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2168         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2169
2170         /* recommend using no more than half that amount */
2171         if (npages > maxpages / 2) {
2172                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2173                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2174                     npages, maxpages / 2);
2175                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2176                     "or reduce amount of swap.\n");
2177                 return (-1);
2178         }
2179         return (0);
2180 }
2181
2182 static void
2183 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2184     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2185 {
2186         struct swdevt *sp, *tsp;
2187         swblk_t dvbase;
2188         u_long mblocks;
2189
2190         /*
2191          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2192          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2193          *
2194          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2195          */
2196         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2197         nblks = dbtoc(nblks);
2198
2199         /*
2200          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2201          * tree bitmap code.
2202          */
2203         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2204         if (nblks > mblocks) {
2205                 printf(
2206     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2207                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2208                 nblks = mblocks;
2209         }
2210
2211         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2212         sp->sw_vp = vp;
2213         sp->sw_id = id;
2214         sp->sw_dev = dev;
2215         sp->sw_flags = 0;
2216         sp->sw_nblks = nblks;
2217         sp->sw_used = 0;
2218         sp->sw_strategy = strategy;
2219         sp->sw_close = close;
2220         sp->sw_flags = flags;
2221
2222         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2223         /*
2224          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2225          * any bsd label at the front of the partition
2226          */
2227         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2228
2229         dvbase = 0;
2230         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2231         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2232                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2233                         /*
2234                          * We put one uncovered page between the devices
2235                          * in order to definitively prevent any cross-device
2236                          * I/O requests
2237                          */
2238                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2239                 }
2240         }
2241         sp->sw_first = dvbase;
2242         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2243         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2244         nswapdev++;
2245         swap_pager_avail += nblks - 2;
2246         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2247         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2248         swp_sizecheck();
2249         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * SYSCALL: swapoff(devname)
2254  *
2255  * Disable swapping on the given device.
2256  *
2257  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2258  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2259  * only to make this work.
2260  */
2261 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2262 struct swapoff_args {
2263         char *name;
2264 };
2265 #endif
2266
2267 /*
2268  * MPSAFE
2269  */
2270 /* ARGSUSED */
2271 int
2272 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2273 {
2274         struct vnode *vp;
2275         struct nameidata nd;
2276         struct swdevt *sp;
2277         int error;
2278
2279         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2280         if (error)
2281                 return (error);
2282
2283         mtx_lock(&Giant);
2284         while (swdev_syscall_active)
2285             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2286         swdev_syscall_active = 1;
2287
2288         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2289             td);
2290         error = namei(&nd);
2291         if (error)
2292                 goto done;
2293         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2294         vp = nd.ni_vp;
2295
2296         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2297         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2298                 if (sp->sw_vp == vp)
2299                         break;
2300         }
2301         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2302         if (sp == NULL) {
2303                 error = EINVAL;
2304                 goto done;
2305         }
2306         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2307 done:
2308         swdev_syscall_active = 0;
2309         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2310         mtx_unlock(&Giant);
2311         return (error);
2312 }
2313
2314 static int
2315 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2316 {
2317         u_long nblks;
2318 #ifdef MAC
2319         int error;
2320 #endif
2321
2322         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2323 #ifdef MAC
2324         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2325         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2326         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2327         if (error != 0)
2328                 return (error);
2329 #endif
2330         nblks = sp->sw_nblks;
2331
2332         /*
2333          * We can turn off this swap device safely only if the
2334          * available virtual memory in the system will fit the amount
2335          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2336          * the system doesn't become critically low on swap space.
2337          */
2338         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2339             nblks + nswap_lowat) {
2340                 return (ENOMEM);
2341         }
2342
2343         /*
2344          * Prevent further allocations on this device.
2345          */
2346         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2347         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2348         swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist, 0, nblks);
2349         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2350         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2351
2352         /*
2353          * Page in the contents of the device and close it.
2354          */
2355         swap_pager_swapoff(sp);
2356
2357         sp->sw_close(curthread, sp);
2358         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2359         sp->sw_id = NULL;
2360         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2361         nswapdev--;
2362         if (nswapdev == 0) {
2363                 swap_pager_full = 2;
2364                 swap_pager_almost_full = 1;
2365         }
2366         if (swdevhd == sp)
2367                 swdevhd = NULL;
2368         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2369         blist_destroy(sp->sw_blist);
2370         free(sp, M_VMPGDATA);
2371         return (0);
2372 }
2373
2374 void
2375 swapoff_all(void)
2376 {
2377         struct swdevt *sp, *spt;
2378         const char *devname;
2379         int error;
2380
2381         mtx_lock(&Giant);
2382         while (swdev_syscall_active)
2383                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2384         swdev_syscall_active = 1;
2385
2386         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2387         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2388                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2389                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2390                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2391                 else
2392                         devname = "[file]";
2393                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2394                 if (error != 0) {
2395                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2396                             "skipping.\n", devname, error);
2397                 } else if (bootverbose) {
2398                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2399                 }
2400                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2401         }
2402         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2403
2404         swdev_syscall_active = 0;
2405         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2406         mtx_unlock(&Giant);
2407 }
2408
2409 void
2410 swap_pager_status(int *total, int *used)
2411 {
2412         struct swdevt *sp;
2413
2414         *total = 0;
2415         *used = 0;
2416         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2417         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2418                 *total += sp->sw_nblks;
2419                 *used += sp->sw_used;
2420         }
2421         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2422 }
2423
2424 int
2425 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2426 {
2427         struct swdevt *sp;
2428         const char *tmp_devname;
2429         int error, n;
2430
2431         n = 0;
2432         error = ENOENT;
2433         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2434         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2435                 if (n != name) {
2436                         n++;
2437                         continue;
2438                 }
2439                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2440                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2441                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2442                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2443                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2444                 if (devname != NULL) {
2445                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2446                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2447                         else
2448                                 tmp_devname = "[file]";
2449                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2450                 }
2451                 error = 0;
2452                 break;
2453         }
2454         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2455         return (error);
2456 }
2457
2458 static int
2459 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2460 {
2461         struct xswdev xs;
2462         int error;
2463
2464         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2465                 return (EINVAL);
2466         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2467         if (error != 0)
2468                 return (error);
2469         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2470         return (error);
2471 }
2472
2473 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2474     "Number of swap devices");
2475 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2476     "Swap statistics by device");
2477
2478 /*
2479  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2480  *                        vmspace.
2481  *
2482  *      The map must be locked.
2483  *
2484  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2485  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2486  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2487  *      count for at least 1 swap page.
2488  */
2489 long
2490 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2491 {
2492         vm_map_t map;
2493         vm_map_entry_t cur;
2494         vm_object_t object;
2495         long count, n;
2496
2497         map = &vmspace->vm_map;
2498         count = 0;
2499
2500         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2501                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2502                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2503                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2504                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2505                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2506                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2507                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2508                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2509                         }
2510                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2511                 }
2512         }
2513         return (count);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * GEOM backend
2518  *
2519  * Swapping onto disk devices.
2520  *
2521  */
2522
2523 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2524
2525 static struct g_class g_swap_class = {
2526         .name = "SWAP",
2527         .version = G_VERSION,
2528         .orphan = swapgeom_orphan,
2529 };
2530
2531 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2532
2533
2534 static void
2535 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2536 {
2537         struct g_consumer *cp;
2538
2539         cp = arg;
2540         g_access(cp, -1, -1, 0);
2541         g_detach(cp);
2542         g_destroy_consumer(cp);
2543 }
2544
2545 /*
2546  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2547  */
2548 static void
2549 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2550 {
2551
2552         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2553         cp->index++;
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Remove a reference from the g_consumer. Post a close event if
2558  * all referneces go away.
2559  */
2560 static void
2561 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2562 {
2563
2564         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2565         cp->index--;
2566         if (cp->index == 0) {
2567                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2568                         sp->sw_id = NULL;
2569         }
2570 }
2571
2572 static void
2573 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2574 {
2575         struct swdevt *sp;
2576         struct buf *bp;
2577         struct g_consumer *cp;
2578
2579         bp = bp2->bio_caller2;
2580         cp = bp2->bio_from;
2581         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2582         if (bp2->bio_error)
2583                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2584         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2585         bp->b_error = bp2->bio_error;
2586         bufdone(bp);
2587         sp = bp2->bio_caller1;
2588         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2589         swapgeom_release(cp, sp);
2590         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2591         g_destroy_bio(bp2);
2592 }
2593
2594 static void
2595 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2596 {
2597         struct bio *bio;
2598         struct g_consumer *cp;
2599
2600         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2601         cp = sp->sw_id;
2602         if (cp == NULL) {
2603                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2604                 bp->b_error = ENXIO;
2605                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2606                 bufdone(bp);
2607                 return;
2608         }
2609         swapgeom_acquire(cp);
2610         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2611         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2612                 bio = g_new_bio();
2613         else
2614                 bio = g_alloc_bio();
2615         if (bio == NULL) {
2616                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2617                 swapgeom_release(cp, sp);
2618                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2619                 bp->b_error = ENOMEM;
2620                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2621                 bufdone(bp);
2622                 return;
2623         }
2624
2625         bio->bio_caller1 = sp;
2626         bio->bio_caller2 = bp;
2627         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2628         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2629         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2630         bio->bio_done = swapgeom_done;
2631         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
2632                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2633                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2634                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2635                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2636                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2637         } else {
2638                 bio->bio_data = bp->b_data;
2639                 bio->bio_ma = NULL;
2640         }
2641         g_io_request(bio, cp);
2642         return;
2643 }
2644
2645 static void
2646 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2647 {
2648         struct swdevt *sp;
2649         int destroy;
2650
2651         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2652         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2653                 if (sp->sw_id == cp) {
2654                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2655                         break;
2656                 }
2657         }
2658         /*
2659          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2660          * special context where we don't have to queue the call to
2661          * swapgeom_close_ev().
2662          */
2663         cp->index--;
2664         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2665         if (destroy)
2666                 sp->sw_id = NULL;
2667         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2668         if (destroy)
2669                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2670 }
2671
2672 static void
2673 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2674 {
2675         struct g_consumer *cp;
2676
2677         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2678         cp = sw->sw_id;
2679         sw->sw_id = NULL;
2680         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2681         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2682         if (cp != NULL)
2683                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2684 }
2685
2686
2687 struct swh0h0 {
2688         struct cdev *dev;
2689         struct vnode *vp;
2690         int     error;
2691 };
2692
2693 static void
2694 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2695 {
2696         struct swh0h0 *swh;
2697         struct g_provider *pp;
2698         struct g_consumer *cp;
2699         static struct g_geom *gp;
2700         struct swdevt *sp;
2701         u_long nblks;
2702         int error;
2703
2704         swh = arg;
2705         swh->error = 0;
2706         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2707         if (pp == NULL) {
2708                 swh->error = ENODEV;
2709                 return;
2710         }
2711         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2712         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2713                 cp = sp->sw_id;
2714                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2715                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2716                         swh->error = EBUSY;
2717                         return;
2718                 }
2719         }
2720         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2721         if (gp == NULL)
2722                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2723         cp = g_new_consumer(gp);
2724         cp->index = 1;          /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2725         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2726         g_attach(cp, pp);
2727         /*
2728          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2729          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2730          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2731          * set an exclusive count :-(
2732          */
2733         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2734         if (error) {
2735                 g_detach(cp);
2736                 g_destroy_consumer(cp);
2737                 swh->error = error;
2738                 return;
2739         }
2740         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2741         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2742             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev),
2743             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2744         swh->error = 0;
2745 }
2746
2747 static int
2748 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2749 {
2750         int error;
2751         struct swh0h0 swh;
2752
2753         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2754
2755         swh.dev = vp->v_rdev;
2756         swh.vp = vp;
2757         swh.error = 0;
2758         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2759         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2760         if (!error)
2761                 error = swh.error;
2762         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2763         return (error);
2764 }
2765
2766 /*
2767  * VNODE backend
2768  *
2769  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2770  * with NFS) swapfiles.
2771  *
2772  */
2773
2774 static void
2775 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2776 {
2777         struct vnode *vp2;
2778
2779         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2780
2781         vp2 = sp->sw_id;
2782         vhold(vp2);
2783         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2784                 if (bp->b_bufobj)
2785                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2786                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2787         }
2788         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2789                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2790         bp->b_vp = vp2;
2791         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2792         bstrategy(bp);
2793         return;
2794 }
2795
2796 static void
2797 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2798 {
2799
2800         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2801         vrele(sp->sw_vp);
2802 }
2803
2804
2805 static int
2806 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2807 {
2808         struct swdevt *sp;
2809         int error;
2810
2811         if (nblks == 0)
2812                 return (ENXIO);
2813         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2814         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2815                 if (sp->sw_id == vp) {
2816                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2817                         return (EBUSY);
2818                 }
2819         }
2820         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2821
2822         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2823 #ifdef MAC
2824         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2825         if (error == 0)
2826 #endif
2827                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2828         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2829         if (error)
2830                 return (error);
2831
2832         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2833             NODEV, 0);
2834         return (0);
2835 }