]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Fix reference count overflow in mqueuefs.
[FreeBSD/FreeBSD.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/pctrie.h>
90 #include <sys/racct.h>
91 #include <sys/resource.h>
92 #include <sys/resourcevar.h>
93 #include <sys/rwlock.h>
94 #include <sys/sbuf.h>
95 #include <sys/sysctl.h>
96 #include <sys/sysproto.h>
97 #include <sys/blist.h>
98 #include <sys/lock.h>
99 #include <sys/sx.h>
100 #include <sys/vmmeter.h>
101
102 #include <security/mac/mac_framework.h>
103
104 #include <vm/vm.h>
105 #include <vm/pmap.h>
106 #include <vm/vm_map.h>
107 #include <vm/vm_kern.h>
108 #include <vm/vm_object.h>
109 #include <vm/vm_page.h>
110 #include <vm/vm_pager.h>
111 #include <vm/vm_pageout.h>
112 #include <vm/vm_param.h>
113 #include <vm/swap_pager.h>
114 #include <vm/vm_extern.h>
115 #include <vm/uma.h>
116
117 #include <geom/geom.h>
118
119 /*
120  * MAX_PAGEOUT_CLUSTER must be a power of 2 between 1 and 64.
121  * The 64-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
122  */
123 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
124 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER     32
125 #endif
126
127 #if !defined(SWB_NPAGES)
128 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
129 #endif
130
131 #define SWAP_META_PAGES         PCTRIE_COUNT
132
133 /*
134  * A swblk structure maps each page index within a
135  * SWAP_META_PAGES-aligned and sized range to the address of an
136  * on-disk swap block (or SWAPBLK_NONE). The collection of these
137  * mappings for an entire vm object is implemented as a pc-trie.
138  */
139 struct swblk {
140         vm_pindex_t     p;
141         daddr_t         d[SWAP_META_PAGES];
142 };
143
144 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
145 static struct mtx sw_dev_mtx;
146 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
147 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
148 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
149 int swap_pager_avail;
150 static struct sx swdev_syscall_lock;    /* serialize swap(on|off) */
151
152 static vm_ooffset_t swap_total;
153 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
154     "Total amount of available swap storage.");
155 static vm_ooffset_t swap_reserved;
156 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
157     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
158 static int overcommit = 0;
159 SYSCTL_INT(_vm, VM_OVERCOMMIT, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
160     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
161     "for details.");
162 static unsigned long swzone;
163 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
164     "Actual size of swap metadata zone");
165 static unsigned long swap_maxpages;
166 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
167     "Maximum amount of swap supported");
168
169 /* bits from overcommit */
170 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
171 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
172 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
173
174 int
175 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
176 {
177
178         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
179 }
180
181 int
182 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
183 {
184         vm_ooffset_t r, s;
185         int res, error;
186         static int curfail;
187         static struct timeval lastfail;
188         struct uidinfo *uip;
189
190         uip = cred->cr_ruidinfo;
191
192         if (incr & PAGE_MASK)
193                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
194
195 #ifdef RACCT
196         if (racct_enable) {
197                 PROC_LOCK(curproc);
198                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
199                 PROC_UNLOCK(curproc);
200                 if (error != 0)
201                         return (0);
202         }
203 #endif
204
205         res = 0;
206         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
207         r = swap_reserved + incr;
208         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
209                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
210                 s *= PAGE_SIZE;
211         } else
212                 s = 0;
213         s += swap_total;
214         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
215             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
216                 res = 1;
217                 swap_reserved = r;
218         }
219         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
220
221         if (res) {
222                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
223                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
224                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
225                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
226                         res = 0;
227                 else
228                         uip->ui_vmsize += incr;
229                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
230                 if (!res) {
231                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
232                         swap_reserved -= incr;
233                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
234                 }
235         }
236         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
237                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
238                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
239         }
240
241 #ifdef RACCT
242         if (!res) {
243                 PROC_LOCK(curproc);
244                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
245                 PROC_UNLOCK(curproc);
246         }
247 #endif
248
249         return (res);
250 }
251
252 void
253 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
254 {
255         struct uidinfo *uip;
256
257         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
258         swap_reserved += incr;
259         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
260
261 #ifdef RACCT
262         PROC_LOCK(curproc);
263         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
264         PROC_UNLOCK(curproc);
265 #endif
266
267         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
268         PROC_LOCK(curproc);
269         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
270         uip->ui_vmsize += incr;
271         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
272         PROC_UNLOCK(curproc);
273 }
274
275 void
276 swap_release(vm_ooffset_t decr)
277 {
278         struct ucred *cred;
279
280         PROC_LOCK(curproc);
281         cred = curthread->td_ucred;
282         swap_release_by_cred(decr, cred);
283         PROC_UNLOCK(curproc);
284 }
285
286 void
287 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
288 {
289         struct uidinfo *uip;
290
291         uip = cred->cr_ruidinfo;
292
293         if (decr & PAGE_MASK)
294                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
295
296         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
297         if (swap_reserved < decr)
298                 panic("swap_reserved < decr");
299         swap_reserved -= decr;
300         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
301
302         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
303         if (uip->ui_vmsize < decr)
304                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
305         uip->ui_vmsize -= decr;
306         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
307
308         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
309 }
310
311 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
312 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
313
314 static int swap_pager_full = 2; /* swap space exhaustion (task killing) */
315 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
316 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
317 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
318 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
319 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
320 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
321
322 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
323 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW |
324     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I",
325     "Maximum running async swap ops");
326 static int sysctl_swap_fragmentation(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
327 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_fragmentation, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
328     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_swap_fragmentation, "A",
329     "Swap Fragmentation Info");
330
331 static struct sx sw_alloc_sx;
332
333 /*
334  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
335  * of searching a named list by hashing it just a little.
336  */
337
338 #define NOBJLISTS               8
339
340 #define NOBJLIST(handle)        \
341         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
342
343 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
344 static uma_zone_t swblk_zone;
345 static uma_zone_t swpctrie_zone;
346
347 /*
348  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
349  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
350  * (see vm/swap_pager.h).
351  */
352 static vm_object_t
353                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
354                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
355 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
356 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
357     int *);
358 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
359     int *, pgo_getpages_iodone_t, void *);
360 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
361 static boolean_t
362                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
363 static void     swap_pager_init(void);
364 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
365 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
366
367 struct pagerops swappagerops = {
368         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
369         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
370         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
371         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
372         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
373         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
374         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
375         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
376 };
377
378 /*
379  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
380  * internal.
381  */
382 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
383 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
384
385 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &nsw_cluster_max, 0,
386     "Maximum size of a swap block in pages");
387
388 static void     swp_sizecheck(void);
389 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
390 static int      swapongeom(struct vnode *);
391 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
392 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
393
394 /*
395  * Swap bitmap functions
396  */
397 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
398 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
399
400 /*
401  * Metadata functions
402  */
403 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
404 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
405 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
406 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
407
408 static void *
409 swblk_trie_alloc(struct pctrie *ptree)
410 {
411
412         return (uma_zalloc(swpctrie_zone, M_NOWAIT | (curproc == pageproc ?
413             M_USE_RESERVE : 0)));
414 }
415
416 static void
417 swblk_trie_free(struct pctrie *ptree, void *node)
418 {
419
420         uma_zfree(swpctrie_zone, node);
421 }
422
423 PCTRIE_DEFINE(SWAP, swblk, p, swblk_trie_alloc, swblk_trie_free);
424
425 /*
426  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
427  *
428  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
429  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
430  *
431  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
432  *
433  *      No restrictions on call
434  *      This routine may not block.
435  */
436 static void
437 swp_sizecheck(void)
438 {
439
440         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
441                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
442                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
443                         swap_pager_almost_full = 1;
444                 }
445         } else {
446                 swap_pager_full = 0;
447                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
448                         swap_pager_almost_full = 0;
449         }
450 }
451
452 /*
453  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
454  *
455  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
456  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
457  *      system has yet to be initialized at this point.
458  */
459 static void
460 swap_pager_init(void)
461 {
462         /*
463          * Initialize object lists
464          */
465         int i;
466
467         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
468                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
469         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
470         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
471         sx_init(&swdev_syscall_lock, "swsysc");
472 }
473
474 /*
475  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
476  *
477  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
478  *      its main loop.
479  */
480 void
481 swap_pager_swap_init(void)
482 {
483         unsigned long n, n2;
484
485         /*
486          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
487          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
488          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
489          * but it isn't very efficient).
490          *
491          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
492          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
493          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
494          * constrained by the swap device interleave stripe size.
495          *
496          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
497          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
498          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
499          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
500          * a higher value would probably generate only a limited improvement
501          * with three or four active swap devices since the system does not
502          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
503          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
504          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
505          * So it all works out pretty well.
506          */
507         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
508
509         mtx_lock(&pbuf_mtx);
510         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
511         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
512         nsw_wcount_async = 4;
513         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
514         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
515
516         /*
517          * Initialize our zone, taking the user's requested size or
518          * estimating the number we need based on the number of pages
519          * in the system.
520          */
521         n = maxswzone != 0 ? maxswzone / sizeof(struct swblk) :
522             vm_cnt.v_page_count / 2;
523         swpctrie_zone = uma_zcreate("swpctrie", pctrie_node_size(), NULL, NULL,
524             pctrie_zone_init, NULL, UMA_ALIGN_PTR,
525             UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
526         if (swpctrie_zone == NULL)
527                 panic("failed to create swap pctrie zone.");
528         swblk_zone = uma_zcreate("swblk", sizeof(struct swblk), NULL, NULL,
529             NULL, NULL, _Alignof(struct swblk) - 1,
530             UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
531         if (swblk_zone == NULL)
532                 panic("failed to create swap blk zone.");
533         n2 = n;
534         do {
535                 if (uma_zone_reserve_kva(swblk_zone, n))
536                         break;
537                 /*
538                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
539                  * size of the previous attempt.
540                  */
541                 n -= ((n + 2) / 3);
542         } while (n > 0);
543
544         /*
545          * Often uma_zone_reserve_kva() cannot reserve exactly the
546          * requested size.  Account for the difference when
547          * calculating swap_maxpages.
548          */
549         n = uma_zone_get_max(swblk_zone);
550
551         if (n < n2)
552                 printf("Swap blk zone entries changed from %lu to %lu.\n",
553                     n2, n);
554         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
555         swzone = n * sizeof(struct swblk);
556         if (!uma_zone_reserve_kva(swpctrie_zone, n))
557                 printf("Cannot reserve swap pctrie zone, "
558                     "reduce kern.maxswzone.\n");
559 }
560
561 static vm_object_t
562 swap_pager_alloc_init(void *handle, struct ucred *cred, vm_ooffset_t size,
563     vm_ooffset_t offset)
564 {
565         vm_object_t object;
566
567         if (cred != NULL) {
568                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
569                         return (NULL);
570                 crhold(cred);
571         }
572
573         /*
574          * The un_pager.swp.swp_blks trie is initialized by
575          * vm_object_allocate() to ensure the correct order of
576          * visibility to other threads.
577          */
578         object = vm_object_allocate(OBJT_SWAP, OFF_TO_IDX(offset +
579             PAGE_MASK + size));
580
581         object->handle = handle;
582         if (cred != NULL) {
583                 object->cred = cred;
584                 object->charge = size;
585         }
586         return (object);
587 }
588
589 /*
590  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
591  *                      its metadata structures.
592  *
593  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
594  *      OBJT_SWAP object.
595  *
596  *      This routine must ensure that no live duplicate is created for
597  *      the named object request, which is protected against by
598  *      holding the sw_alloc_sx lock in case handle != NULL.
599  */
600 static vm_object_t
601 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
602     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
603 {
604         vm_object_t object;
605
606         if (handle != NULL) {
607                 /*
608                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
609                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
610                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
611                  * of the handle.
612                  */
613                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
614                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
615                 if (object == NULL) {
616                         object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size,
617                             offset);
618                         if (object != NULL) {
619                                 TAILQ_INSERT_TAIL(NOBJLIST(object->handle),
620                                     object, pager_object_list);
621                         }
622                 }
623                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
624         } else {
625                 object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size, offset);
626         }
627         return (object);
628 }
629
630 /*
631  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
632  *
633  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
634  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
635  *      routine is typically called only when the entire object is
636  *      about to be destroyed.
637  *
638  *      The object must be locked.
639  */
640 static void
641 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
642 {
643
644         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
645         KASSERT((object->flags & OBJ_DEAD) != 0, ("dealloc of reachable obj"));
646
647         /*
648          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
649          * pageout completion.
650          */
651         if (object->handle != NULL) {
652                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
653                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
654                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object,
655                     pager_object_list);
656                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
657                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
658         }
659
660         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
661
662         /*
663          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
664          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
665          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
666          * if paging is still in progress on some objects.
667          */
668         swp_pager_meta_free_all(object);
669         object->handle = NULL;
670         object->type = OBJT_DEAD;
671 }
672
673 /************************************************************************
674  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
675  ************************************************************************/
676
677 /*
678  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
679  *
680  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
681  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
682  *      if the allocation failed.
683  *
684  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
685  *      when they configured swap and didn't configure enough.
686  *
687  *      This routine may not sleep.
688  *
689  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
690  */
691 static daddr_t
692 swp_pager_getswapspace(int npages)
693 {
694         daddr_t blk;
695         struct swdevt *sp;
696         int i;
697
698         blk = SWAPBLK_NONE;
699         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
700         sp = swdevhd;
701         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
702                 if (sp == NULL)
703                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
704                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
705                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
706                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
707                                 blk += sp->sw_first;
708                                 sp->sw_used += npages;
709                                 swap_pager_avail -= npages;
710                                 swp_sizecheck();
711                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
712                                 goto done;
713                         }
714                 }
715                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
716         }
717         if (swap_pager_full != 2) {
718                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
719                 swap_pager_full = 2;
720                 swap_pager_almost_full = 1;
721         }
722         swdevhd = NULL;
723 done:
724         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
725         return (blk);
726 }
727
728 static int
729 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
730 {
731
732         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
733 }
734
735 static void
736 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
737 {
738         struct swdevt *sp;
739
740         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
741         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
742                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
743                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
744                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
745                             unmapped_buf_allowed) {
746                                 bp->b_data = unmapped_buf;
747                                 bp->b_offset = 0;
748                         } else {
749                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
750                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
751                         }
752                         sp->sw_strategy(bp, sp);
753                         return;
754                 }
755         }
756         panic("Swapdev not found");
757 }
758
759
760 /*
761  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
762  *
763  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
764  *
765  *      This routine may not sleep.
766  */
767 static void
768 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
769 {
770         struct swdevt *sp;
771
772         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
773         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
774                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
775                         sp->sw_used -= npages;
776                         /*
777                          * If we are attempting to stop swapping on
778                          * this device, we don't want to mark any
779                          * blocks free lest they be reused.
780                          */
781                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
782                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
783                                     npages);
784                                 swap_pager_avail += npages;
785                                 swp_sizecheck();
786                         }
787                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
788                         return;
789                 }
790         }
791         panic("Swapdev not found");
792 }
793
794 /*
795  * SYSCTL_SWAP_FRAGMENTATION() -        produce raw swap space stats
796  */
797 static int
798 sysctl_swap_fragmentation(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
799 {
800         struct sbuf sbuf;
801         struct swdevt *sp;
802         const char *devname;
803         int error;
804
805         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
806         if (error != 0)
807                 return (error);
808         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
809         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
810         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
811                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
812                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
813                 else
814                         devname = "[file]";
815                 sbuf_printf(&sbuf, "\nFree space on device %s:\n", devname);
816                 blist_stats(sp->sw_blist, &sbuf);
817         }
818         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
819         error = sbuf_finish(&sbuf);
820         sbuf_delete(&sbuf);
821         return (error);
822 }
823
824 /*
825  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
826  *                              range within an object.
827  *
828  *      This is a globally accessible routine.
829  *
830  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
831  *
832  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
833  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
834  *      we should be ok.
835  *
836  *      The object must be locked.
837  */
838 void
839 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
840 {
841
842         swp_pager_meta_free(object, start, size);
843 }
844
845 /*
846  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
847  *
848  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
849  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
850  *
851  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
852  */
853 int
854 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
855 {
856         int n = 0;
857         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
858         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
859
860         VM_OBJECT_WLOCK(object);
861         while (size) {
862                 if (n == 0) {
863                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
864                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
865                                 n >>= 1;
866                                 if (n == 0) {
867                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
868                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
869                                         return (-1);
870                                 }
871                         }
872                 }
873                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
874                 --size;
875                 ++start;
876                 ++blk;
877                 --n;
878         }
879         swp_pager_meta_free(object, start, n);
880         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
881         return (0);
882 }
883
884 /*
885  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
886  *                      and destroy the source.
887  *
888  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
889  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
890  *      we keep the destination's.
891  *
892  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
893  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
894  *      progress on the source.
895  *
896  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
897  *
898  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
899  *
900  *      The source and destination objects must be locked.
901  *      Both object locks may temporarily be released.
902  */
903 void
904 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
905     vm_pindex_t offset, int destroysource)
906 {
907         vm_pindex_t i;
908
909         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
910         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
911
912         /*
913          * If destroysource is set, we remove the source object from the
914          * swap_pager internal queue now.
915          */
916         if (destroysource && srcobject->handle != NULL) {
917                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
918                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
919                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
920                 VM_OBJECT_WUNLOCK(dstobject);
921                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
922                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(srcobject->handle), srcobject,
923                     pager_object_list);
924                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
925                 VM_OBJECT_WLOCK(dstobject);
926                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
927                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
928                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
929         }
930
931         /*
932          * transfer source to destination.
933          */
934         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
935                 daddr_t dstaddr;
936
937                 /*
938                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
939                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
940                  * if the destination is a resident page, in which case the
941                  * source is thrown away.
942                  */
943                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
944
945                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
946                         /*
947                          * Destination has no swapblk and is not resident,
948                          * copy source.
949                          */
950                         daddr_t srcaddr;
951
952                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
953                             srcobject,
954                             i + offset,
955                             SWM_POP
956                         );
957
958                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
959                                 /*
960                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
961                                  */
962                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
963                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
964                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
965                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
966                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
967                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
968                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
969                         }
970                 } else {
971                         /*
972                          * Destination has valid swapblk or it is represented
973                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
974                          */
975
976                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
977                 }
978         }
979
980         /*
981          * Free left over swap blocks in source.
982          *
983          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidentally
984          * double-remove the object from the swap queues.
985          */
986         if (destroysource) {
987                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
988                 /*
989                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
990                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
991                  * for consistency since we've removed the object from its
992                  * queues.
993                  */
994                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
995         }
996 }
997
998 /*
999  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
1000  *                              the requested page.
1001  *
1002  *      We determine whether good backing store exists for the requested
1003  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
1004  *
1005  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
1006  *      store exists before and after the requested page.
1007  */
1008 static boolean_t
1009 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
1010     int *after)
1011 {
1012         daddr_t blk, blk0;
1013         int i;
1014
1015         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1016
1017         /*
1018          * do we have good backing store at the requested index ?
1019          */
1020         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1021         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1022                 if (before)
1023                         *before = 0;
1024                 if (after)
1025                         *after = 0;
1026                 return (FALSE);
1027         }
1028
1029         /*
1030          * find backwards-looking contiguous good backing store
1031          */
1032         if (before != NULL) {
1033                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1034                         if (i > pindex)
1035                                 break;
1036                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1037                         if (blk != blk0 - i)
1038                                 break;
1039                 }
1040                 *before = i - 1;
1041         }
1042
1043         /*
1044          * find forward-looking contiguous good backing store
1045          */
1046         if (after != NULL) {
1047                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1048                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1049                         if (blk != blk0 + i)
1050                                 break;
1051                 }
1052                 *after = i - 1;
1053         }
1054         return (TRUE);
1055 }
1056
1057 /*
1058  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1059  *
1060  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1061  *      not, from the page.
1062  *
1063  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1064  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1065  *      calls us in a special-case situation
1066  *
1067  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1068  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1069  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1070  *      depends on it.
1071  *
1072  *      This routine may not sleep.
1073  *
1074  *      The object containing the page must be locked.
1075  */
1076 static void
1077 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1078 {
1079
1080         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * swap_pager_getpages() - bring pages in from swap
1085  *
1086  *      Attempt to page in the pages in array "ma" of length "count".  The
1087  *      caller may optionally specify that additional pages preceding and
1088  *      succeeding the specified range be paged in.  The number of such pages
1089  *      is returned in the "rbehind" and "rahead" parameters, and they will
1090  *      be in the inactive queue upon return.
1091  *
1092  *      The pages in "ma" must be busied and will remain busied upon return.
1093  */
1094 static int
1095 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *ma, int count, int *rbehind,
1096     int *rahead)
1097 {
1098         struct buf *bp;
1099         vm_page_t bm, mpred, msucc, p;
1100         vm_pindex_t pindex;
1101         daddr_t blk;
1102         int i, maxahead, maxbehind, reqcount;
1103
1104         reqcount = count;
1105
1106         /*
1107          * Determine the final number of read-behind pages and
1108          * allocate them BEFORE releasing the object lock.  Otherwise,
1109          * there can be a problematic race with vm_object_split().
1110          * Specifically, vm_object_split() might first transfer pages
1111          * that precede ma[0] in the current object to a new object,
1112          * and then this function incorrectly recreates those pages as
1113          * read-behind pages in the current object.
1114          */
1115         if (!swap_pager_haspage(object, ma[0]->pindex, &maxbehind, &maxahead))
1116                 return (VM_PAGER_FAIL);
1117
1118         /*
1119          * Clip the readahead and readbehind ranges to exclude resident pages.
1120          */
1121         if (rahead != NULL) {
1122                 KASSERT(reqcount - 1 <= maxahead,
1123                     ("page count %d extends beyond swap block", reqcount));
1124                 *rahead = imin(*rahead, maxahead - (reqcount - 1));
1125                 pindex = ma[reqcount - 1]->pindex;
1126                 msucc = TAILQ_NEXT(ma[reqcount - 1], listq);
1127                 if (msucc != NULL && msucc->pindex - pindex - 1 < *rahead)
1128                         *rahead = msucc->pindex - pindex - 1;
1129         }
1130         if (rbehind != NULL) {
1131                 *rbehind = imin(*rbehind, maxbehind);
1132                 pindex = ma[0]->pindex;
1133                 mpred = TAILQ_PREV(ma[0], pglist, listq);
1134                 if (mpred != NULL && pindex - mpred->pindex - 1 < *rbehind)
1135                         *rbehind = pindex - mpred->pindex - 1;
1136         }
1137
1138         bm = ma[0];
1139         for (i = 0; i < count; i++)
1140                 ma[i]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1141
1142         /*
1143          * Allocate readahead and readbehind pages.
1144          */
1145         if (rbehind != NULL) {
1146                 for (i = 1; i <= *rbehind; i++) {
1147                         p = vm_page_alloc(object, ma[0]->pindex - i,
1148                             VM_ALLOC_NORMAL);
1149                         if (p == NULL)
1150                                 break;
1151                         p->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1152                         bm = p;
1153                 }
1154                 *rbehind = i - 1;
1155         }
1156         if (rahead != NULL) {
1157                 for (i = 0; i < *rahead; i++) {
1158                         p = vm_page_alloc(object,
1159                             ma[reqcount - 1]->pindex + i + 1, VM_ALLOC_NORMAL);
1160                         if (p == NULL)
1161                                 break;
1162                         p->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1163                 }
1164                 *rahead = i;
1165         }
1166         if (rbehind != NULL)
1167                 count += *rbehind;
1168         if (rahead != NULL)
1169                 count += *rahead;
1170
1171         vm_object_pip_add(object, count);
1172
1173         pindex = bm->pindex;
1174         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1175         KASSERT(blk != SWAPBLK_NONE,
1176             ("no swap blocking containing %p(%jx)", object, (uintmax_t)pindex));
1177
1178         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1179         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1180         /* Pages cannot leave the object while busy. */
1181         for (i = 0, p = bm; i < count; i++, p = TAILQ_NEXT(p, listq)) {
1182                 MPASS(p->pindex == bm->pindex + i);
1183                 bp->b_pages[i] = p;
1184         }
1185
1186         bp->b_flags |= B_PAGING;
1187         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1188         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1189         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1190         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1191         bp->b_blkno = blk;
1192         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * count;
1193         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * count;
1194         bp->b_npages = count;
1195         bp->b_pgbefore = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1196         bp->b_pgafter = rahead != NULL ? *rahead : 0;
1197
1198         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1199         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, count);
1200
1201         /*
1202          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1203          * this point because we automatically release it on completion.
1204          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1205          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1206          *
1207          * The other pages in our ma[] array are also released on completion,
1208          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1209          *
1210          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1211          */
1212         BUF_KERNPROC(bp);
1213         swp_pager_strategy(bp);
1214
1215         /*
1216          * Wait for the pages we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1217          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1218          * is set in the metadata for each page in the request.
1219          */
1220         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1221         while ((ma[0]->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1222                 ma[0]->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1223                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1224                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1225                     "swread", hz * 20)) {
1226                         printf(
1227 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1228                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1229                 }
1230         }
1231
1232         /*
1233          * If we had an unrecoverable read error pages will not be valid.
1234          */
1235         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1236                 if (ma[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1237                         return (VM_PAGER_ERROR);
1238
1239         return (VM_PAGER_OK);
1240
1241         /*
1242          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1243          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1244          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1245          * to all-zero's later.
1246          */
1247 }
1248
1249 /*
1250  *      swap_pager_getpages_async():
1251  *
1252  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1253  *      swap_pager_getpages().
1254  */
1255 static int
1256 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *ma, int count,
1257     int *rbehind, int *rahead, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1258 {
1259         int r, error;
1260
1261         r = swap_pager_getpages(object, ma, count, rbehind, rahead);
1262         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1263         switch (r) {
1264         case VM_PAGER_OK:
1265                 error = 0;
1266                 break;
1267         case VM_PAGER_ERROR:
1268                 error = EIO;
1269                 break;
1270         case VM_PAGER_FAIL:
1271                 error = EINVAL;
1272                 break;
1273         default:
1274                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1275         }
1276         (iodone)(arg, ma, count, error);
1277         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1278
1279         return (r);
1280 }
1281
1282 /*
1283  *      swap_pager_putpages:
1284  *
1285  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1286  *
1287  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1288  *      are automatically converted to SWAP objects.
1289  *
1290  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1291  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1292  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1293  *      which needs work.
1294  *
1295  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1296  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1297  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1298  *      completion.
1299  *
1300  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1301  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1302  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1303  */
1304 static void
1305 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *ma, int count,
1306     int flags, int *rtvals)
1307 {
1308         int i, n;
1309         boolean_t sync;
1310
1311         if (count && ma[0]->object != object) {
1312                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1313                     object,
1314                     ma[0]->object
1315                 );
1316         }
1317
1318         /*
1319          * Step 1
1320          *
1321          * Turn object into OBJT_SWAP
1322          * check for bogus sysops
1323          * force sync if not pageout process
1324          */
1325         if (object->type != OBJT_SWAP)
1326                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1327         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1328
1329         n = 0;
1330         if (curproc != pageproc)
1331                 sync = TRUE;
1332         else
1333                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1334
1335         /*
1336          * Step 2
1337          *
1338          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1339          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1340          * successfully.
1341          */
1342         for (i = 0; i < count; i += n) {
1343                 int j;
1344                 struct buf *bp;
1345                 daddr_t blk;
1346
1347                 /*
1348                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1349                  */
1350                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1351                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1352
1353                 /*
1354                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1355                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1356                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1357                  * fragment swap.
1358                  */
1359                 while (
1360                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1361                     n > 4
1362                 ) {
1363                         n >>= 1;
1364                 }
1365                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1366                         for (j = 0; j < n; ++j)
1367                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1368                         continue;
1369                 }
1370
1371                 /*
1372                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1373                  * request and assign the swap space.
1374                  */
1375                 if (sync == TRUE) {
1376                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1377                 } else {
1378                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1379                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1380                 }
1381                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1382                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1383
1384                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1385                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1386                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1387                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1388                 bp->b_blkno = blk;
1389
1390                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1391                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1392                         vm_page_t mreq = ma[i+j];
1393
1394                         swp_pager_meta_build(
1395                             mreq->object,
1396                             mreq->pindex,
1397                             blk + j
1398                         );
1399                         MPASS(mreq->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL);
1400                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1401                         bp->b_pages[j] = mreq;
1402                 }
1403                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1404                 bp->b_npages = n;
1405                 /*
1406                  * Must set dirty range for NFS to work.
1407                  */
1408                 bp->b_dirtyoff = 0;
1409                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1410
1411                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1412                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1413
1414                 /*
1415                  * We unconditionally set rtvals[] to VM_PAGER_PEND so that we
1416                  * can call the async completion routine at the end of a
1417                  * synchronous I/O operation.  Otherwise, our caller would
1418                  * perform duplicate unbusy and wakeup operations on the page
1419                  * and object, respectively.
1420                  */
1421                 for (j = 0; j < n; j++)
1422                         rtvals[i + j] = VM_PAGER_PEND;
1423
1424                 /*
1425                  * asynchronous
1426                  *
1427                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1428                  */
1429                 if (sync == FALSE) {
1430                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1431                         BUF_KERNPROC(bp);
1432                         swp_pager_strategy(bp);
1433                         continue;
1434                 }
1435
1436                 /*
1437                  * synchronous
1438                  *
1439                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1440                  */
1441                 bp->b_iodone = bdone;
1442                 swp_pager_strategy(bp);
1443
1444                 /*
1445                  * Wait for the sync I/O to complete.
1446                  */
1447                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1448
1449                 /*
1450                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1451                  * normal async completion, which frees everything up.
1452                  */
1453                 swp_pager_async_iodone(bp);
1454         }
1455         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1456 }
1457
1458 /*
1459  *      swp_pager_async_iodone:
1460  *
1461  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1462  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1463  *
1464  *      This routine may not sleep.
1465  */
1466 static void
1467 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1468 {
1469         int i;
1470         vm_object_t object = NULL;
1471
1472         /*
1473          * report error
1474          */
1475         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1476                 printf(
1477                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1478                         "size %ld, error %d\n",
1479                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1480                     (long)bp->b_blkno,
1481                     (long)bp->b_bcount,
1482                     bp->b_error
1483                 );
1484         }
1485
1486         /*
1487          * remove the mapping for kernel virtual
1488          */
1489         if (buf_mapped(bp))
1490                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1491         else
1492                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1493
1494         if (bp->b_npages) {
1495                 object = bp->b_pages[0]->object;
1496                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1497         }
1498
1499         /*
1500          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1501          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1502          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1503          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1504          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1505          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1506          */
1507         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1508                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1509
1510                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1511                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1512                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1513                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1514                 }
1515
1516                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1517                         /*
1518                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1519                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1520                          * can never be used again.  But I can't from an
1521                          * interrupt.
1522                          */
1523                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1524                                 /*
1525                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1526                                  * be overridden by the original caller of
1527                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1528                                  */
1529                                 m->valid = 0;
1530                         } else {
1531                                 /*
1532                                  * If a write error occurs, reactivate page
1533                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1534                                  * then finish the I/O.
1535                                  */
1536                                 MPASS(m->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL);
1537                                 vm_page_lock(m);
1538                                 vm_page_activate(m);
1539                                 vm_page_unlock(m);
1540                                 vm_page_sunbusy(m);
1541                         }
1542                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1543                         /*
1544                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1545                          * overridden by the original caller of getpages so
1546                          * we cannot set them in order to free the underlying
1547                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1548                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1549                          * that existed in the old swapper for a time before
1550                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1551                          */
1552                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1553                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1554                         KASSERT(m->dirty == 0,
1555                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1556
1557                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1558                         if (i < bp->b_pgbefore ||
1559                             i >= bp->b_npages - bp->b_pgafter)
1560                                 vm_page_readahead_finish(m);
1561                 } else {
1562                         /*
1563                          * For write success, clear the dirty
1564                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1565                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1566                          * A page is only written to swap after a period of
1567                          * inactivity.  Therefore, we do not expect it to be
1568                          * reused.
1569                          */
1570                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1571                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1572                             " protected", m));
1573                         vm_page_undirty(m);
1574                         vm_page_lock(m);
1575                         vm_page_deactivate_noreuse(m);
1576                         vm_page_unlock(m);
1577                         vm_page_sunbusy(m);
1578                 }
1579         }
1580
1581         /*
1582          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1583          * pip refs on the object.
1584          */
1585         if (object != NULL) {
1586                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1587                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1588         }
1589
1590         /*
1591          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1592          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1593          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1594          */
1595         if (bp->b_vp) {
1596                     bp->b_vp = NULL;
1597                     bp->b_bufobj = NULL;
1598         }
1599         /*
1600          * release the physical I/O buffer
1601          */
1602         relpbuf(
1603             bp,
1604             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1605                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1606                     &nsw_wcount_async :
1607                     &nsw_wcount_sync
1608                 )
1609             )
1610         );
1611 }
1612
1613 /*
1614  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1615  *
1616  *      This routine dissociates the page at the given index within an object
1617  *      from its backing store, paging it in if it does not reside in memory.
1618  *      If the page is paged in, it is marked dirty and placed in the laundry
1619  *      queue.  The page is marked dirty because it no longer has backing
1620  *      store.  It is placed in the laundry queue because it has not been
1621  *      accessed recently.  Otherwise, it would already reside in memory.
1622  *
1623  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block.
1624  *      However, we only guarantee that the one at the specified index is
1625  *      paged in.
1626  *
1627  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1628  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1629  */
1630 static inline void
1631 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1632 {
1633         vm_page_t m;
1634
1635         vm_object_pip_add(object, 1);
1636         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1637         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1638                 vm_object_pip_wakeup(object);
1639                 vm_page_dirty(m);
1640                 vm_page_lock(m);
1641                 vm_page_activate(m);
1642                 vm_page_unlock(m);
1643                 vm_page_xunbusy(m);
1644                 vm_pager_page_unswapped(m);
1645                 return;
1646         }
1647
1648         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, NULL, NULL) != VM_PAGER_OK)
1649                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1650         vm_object_pip_wakeup(object);
1651         vm_page_dirty(m);
1652         vm_page_lock(m);
1653         vm_page_launder(m);
1654         vm_page_unlock(m);
1655         vm_page_xunbusy(m);
1656         vm_pager_page_unswapped(m);
1657 }
1658
1659 /*
1660  *      swap_pager_swapoff:
1661  *
1662  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1663  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1664  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1665  *      There may be no processes swapped out to the device.
1666  *
1667  *      This routine may block.
1668  */
1669 static void
1670 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1671 {
1672         struct swblk *sb;
1673         vm_object_t object;
1674         vm_pindex_t pi;
1675         int i, retries;
1676
1677         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
1678
1679         retries = 0;
1680 full_rescan:
1681         mtx_lock(&vm_object_list_mtx);
1682         TAILQ_FOREACH(object, &vm_object_list, object_list) {
1683                 if (object->type != OBJT_SWAP)
1684                         continue;
1685                 mtx_unlock(&vm_object_list_mtx);
1686                 /* Depends on type-stability. */
1687                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1688
1689                 /*
1690                  * Dead objects are eventually terminated on their own.
1691                  */
1692                 if ((object->flags & OBJ_DEAD) != 0)
1693                         goto next_obj;
1694
1695                 /*
1696                  * Sync with fences placed after pctrie
1697                  * initialization.  We must not access pctrie below
1698                  * unless we checked that our object is swap and not
1699                  * dead.
1700                  */
1701                 atomic_thread_fence_acq();
1702                 if (object->type != OBJT_SWAP)
1703                         goto next_obj;
1704
1705                 for (pi = 0; (sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(
1706                     &object->un_pager.swp.swp_blks, pi)) != NULL; ) {
1707                         pi = sb->p + SWAP_META_PAGES;
1708                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1709                                 if (sb->d[i] == SWAPBLK_NONE)
1710                                         continue;
1711                                 if (swp_pager_isondev(sb->d[i], sp))
1712                                         swp_pager_force_pagein(object,
1713                                             sb->p + i);
1714                         }
1715                 }
1716 next_obj:
1717                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1718                 mtx_lock(&vm_object_list_mtx);
1719         }
1720         mtx_unlock(&vm_object_list_mtx);
1721
1722         if (sp->sw_used) {
1723                 /*
1724                  * Objects may be locked or paging to the device being
1725                  * removed, so we will miss their pages and need to
1726                  * make another pass.  We have marked this device as
1727                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1728                  */
1729                 retries++;
1730                 if (retries > 100) {
1731                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1732                             sp->sw_used);
1733                 }
1734                 pause("swpoff", hz / 20);
1735                 goto full_rescan;
1736         }
1737 }
1738
1739 /************************************************************************
1740  *                              SWAP META DATA                          *
1741  ************************************************************************
1742  *
1743  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1744  *      OBJT_SWAP object.
1745  *
1746  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1747  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1748  *      appropriate tracking counters.
1749  */
1750
1751 /*
1752  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1753  *
1754  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1755  *      object.
1756  *
1757  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1758  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1759  *      assigned swapblk is freed.
1760  */
1761 static void
1762 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1763 {
1764         static volatile int swblk_zone_exhausted, swpctrie_zone_exhausted;
1765         struct swblk *sb, *sb1;
1766         vm_pindex_t modpi, rdpi;
1767         int error, i;
1768
1769         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1770
1771         /*
1772          * Convert default object to swap object if necessary
1773          */
1774         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1775                 pctrie_init(&object->un_pager.swp.swp_blks);
1776
1777                 /*
1778                  * Ensure that swap_pager_swapoff()'s iteration over
1779                  * object_list does not see a garbage pctrie.
1780                  */
1781                 atomic_thread_fence_rel();
1782
1783                 object->type = OBJT_SWAP;
1784                 KASSERT(object->handle == NULL, ("default pager with handle"));
1785         }
1786
1787         rdpi = rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES);
1788         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP(&object->un_pager.swp.swp_blks, rdpi);
1789         if (sb == NULL) {
1790                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1791                         return;
1792                 for (;;) {
1793                         sb = uma_zalloc(swblk_zone, M_NOWAIT | (curproc ==
1794                             pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1795                         if (sb != NULL) {
1796                                 sb->p = rdpi;
1797                                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++)
1798                                         sb->d[i] = SWAPBLK_NONE;
1799                                 if (atomic_cmpset_int(&swblk_zone_exhausted,
1800                                     1, 0))
1801                                         printf("swblk zone ok\n");
1802                                 break;
1803                         }
1804                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1805                         if (uma_zone_exhausted(swblk_zone)) {
1806                                 if (atomic_cmpset_int(&swblk_zone_exhausted,
1807                                     0, 1))
1808                                         printf("swap blk zone exhausted, "
1809                                             "increase kern.maxswzone\n");
1810                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1811                                 pause("swzonxb", 10);
1812                         } else
1813                                 uma_zwait(swblk_zone);
1814                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1815                         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1816                             rdpi);
1817                         if (sb != NULL)
1818                                 /*
1819                                  * Somebody swapped out a nearby page,
1820                                  * allocating swblk at the rdpi index,
1821                                  * while we dropped the object lock.
1822                                  */
1823                                 goto allocated;
1824                 }
1825                 for (;;) {
1826                         error = SWAP_PCTRIE_INSERT(
1827                             &object->un_pager.swp.swp_blks, sb);
1828                         if (error == 0) {
1829                                 if (atomic_cmpset_int(&swpctrie_zone_exhausted,
1830                                     1, 0))
1831                                         printf("swpctrie zone ok\n");
1832                                 break;
1833                         }
1834                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1835                         if (uma_zone_exhausted(swpctrie_zone)) {
1836                                 if (atomic_cmpset_int(&swpctrie_zone_exhausted,
1837                                     0, 1))
1838                                         printf("swap pctrie zone exhausted, "
1839                                             "increase kern.maxswzone\n");
1840                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1841                                 pause("swzonxp", 10);
1842                         } else
1843                                 uma_zwait(swpctrie_zone);
1844                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1845                         sb1 = SWAP_PCTRIE_LOOKUP(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1846                             rdpi);
1847                         if (sb1 != NULL) {
1848                                 uma_zfree(swblk_zone, sb);
1849                                 sb = sb1;
1850                                 goto allocated;
1851                         }
1852                 }
1853         }
1854 allocated:
1855         MPASS(sb->p == rdpi);
1856
1857         modpi = pindex % SWAP_META_PAGES;
1858         /* Delete prior contents of metadata. */
1859         if (sb->d[modpi] != SWAPBLK_NONE)
1860                 swp_pager_freeswapspace(sb->d[modpi], 1);
1861         /* Enter block into metadata. */
1862         sb->d[modpi] = swapblk;
1863
1864         /*
1865          * Free the swblk if we end up with the empty page run.
1866          */
1867         if (swapblk == SWAPBLK_NONE) {
1868                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1869                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
1870                                 break;
1871                 }
1872                 if (i == SWAP_META_PAGES) {
1873                         SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1874                             rdpi);
1875                         uma_zfree(swblk_zone, sb);
1876                 }
1877         }
1878 }
1879
1880 /*
1881  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1882  *
1883  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1884  *      returned to the swap bitmap.
1885  *
1886  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1887  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1888  *      with resident pages.
1889  */
1890 static void
1891 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_pindex_t count)
1892 {
1893         struct swblk *sb;
1894         vm_pindex_t last;
1895         int i;
1896         bool empty;
1897
1898         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1899         if (object->type != OBJT_SWAP || count == 0)
1900                 return;
1901
1902         last = pindex + count - 1;
1903         for (;;) {
1904                 sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1905                     rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
1906                 if (sb == NULL || sb->p > last)
1907                         break;
1908                 empty = true;
1909                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1910                         if (sb->d[i] == SWAPBLK_NONE)
1911                                 continue;
1912                         if (pindex <= sb->p + i && sb->p + i <= last) {
1913                                 swp_pager_freeswapspace(sb->d[i], 1);
1914                                 sb->d[i] = SWAPBLK_NONE;
1915                         } else
1916                                 empty = false;
1917                 }
1918                 pindex = sb->p + SWAP_META_PAGES;
1919                 if (empty) {
1920                         SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1921                             sb->p);
1922                         uma_zfree(swblk_zone, sb);
1923                 }
1924         }
1925 }
1926
1927 /*
1928  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1929  *
1930  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1931  *      an object.
1932  */
1933 static void
1934 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1935 {
1936         struct swblk *sb;
1937         vm_pindex_t pindex;
1938         int i;
1939
1940         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1941         if (object->type != OBJT_SWAP)
1942                 return;
1943
1944         for (pindex = 0; (sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(
1945             &object->un_pager.swp.swp_blks, pindex)) != NULL;) {
1946                 pindex = sb->p + SWAP_META_PAGES;
1947                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1948                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
1949                                 swp_pager_freeswapspace(sb->d[i], 1);
1950                 }
1951                 SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks, sb->p);
1952                 uma_zfree(swblk_zone, sb);
1953         }
1954 }
1955
1956 /*
1957  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1958  *
1959  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1960  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1961  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1962  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1963  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
1964  *      meta-data swapblks.
1965  *
1966  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
1967  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
1968  *      busy page.
1969  *
1970  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1971  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1972  */
1973 static daddr_t
1974 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1975 {
1976         struct swblk *sb;
1977         daddr_t r1;
1978         int i;
1979
1980         if ((flags & (SWM_FREE | SWM_POP)) != 0)
1981                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1982         else
1983                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1984
1985         /*
1986          * The meta data only exists if the object is OBJT_SWAP
1987          * and even then might not be allocated yet.
1988          */
1989         if (object->type != OBJT_SWAP)
1990                 return (SWAPBLK_NONE);
1991
1992         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1993             rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
1994         if (sb == NULL)
1995                 return (SWAPBLK_NONE);
1996         r1 = sb->d[pindex % SWAP_META_PAGES];
1997         if (r1 == SWAPBLK_NONE)
1998                 return (SWAPBLK_NONE);
1999         if ((flags & (SWM_FREE | SWM_POP)) != 0) {
2000                 sb->d[pindex % SWAP_META_PAGES] = SWAPBLK_NONE;
2001                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
2002                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
2003                                 break;
2004                 }
2005                 if (i == SWAP_META_PAGES) {
2006                         SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
2007                             rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
2008                         uma_zfree(swblk_zone, sb);
2009                 }
2010         }
2011         if ((flags & SWM_FREE) != 0) {
2012                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
2013                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2014         }
2015         return (r1);
2016 }
2017
2018 /*
2019  * Returns the least page index which is greater than or equal to the
2020  * parameter pindex and for which there is a swap block allocated.
2021  * Returns object's size if the object's type is not swap or if there
2022  * are no allocated swap blocks for the object after the requested
2023  * pindex.
2024  */
2025 vm_pindex_t
2026 swap_pager_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
2027 {
2028         struct swblk *sb;
2029         int i;
2030
2031         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2032         if (object->type != OBJT_SWAP)
2033                 return (object->size);
2034
2035         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
2036             rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
2037         if (sb == NULL)
2038                 return (object->size);
2039         if (sb->p < pindex) {
2040                 for (i = pindex % SWAP_META_PAGES; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
2041                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
2042                                 return (sb->p + i);
2043                 }
2044                 sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
2045                     roundup(pindex, SWAP_META_PAGES));
2046                 if (sb == NULL)
2047                         return (object->size);
2048         }
2049         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
2050                 if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
2051                         return (sb->p + i);
2052         }
2053
2054         /*
2055          * We get here if a swblk is present in the trie but it
2056          * doesn't map any blocks.
2057          */
2058         MPASS(0);
2059         return (object->size);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2064  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2065  * if already swapping on this device.
2066  */
2067 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2068 struct swapon_args {
2069         char *name;
2070 };
2071 #endif
2072
2073 /*
2074  * MPSAFE
2075  */
2076 /* ARGSUSED */
2077 int
2078 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2079 {
2080         struct vattr attr;
2081         struct vnode *vp;
2082         struct nameidata nd;
2083         int error;
2084
2085         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2086         if (error)
2087                 return (error);
2088
2089         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2090
2091         /*
2092          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2093          * memory of >1GB.
2094          */
2095         if (swblk_zone == NULL) {
2096                 error = ENOMEM;
2097                 goto done;
2098         }
2099
2100         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2101             uap->name, td);
2102         error = namei(&nd);
2103         if (error)
2104                 goto done;
2105
2106         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2107         vp = nd.ni_vp;
2108
2109         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2110                 error = swapongeom(vp);
2111         } else if (vp->v_type == VREG &&
2112             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2113             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2114                 /*
2115                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2116                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2117                  */
2118                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2119         }
2120
2121         if (error)
2122                 vrele(vp);
2123 done:
2124         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2125         return (error);
2126 }
2127
2128 /*
2129  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2130  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2131  * message.
2132  */
2133 static void
2134 swapon_check_swzone(void)
2135 {
2136         unsigned long maxpages, npages;
2137
2138         npages = swap_total / PAGE_SIZE;
2139         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2140         maxpages = uma_zone_get_max(swblk_zone) * SWAP_META_PAGES;
2141
2142         /* recommend using no more than half that amount */
2143         if (npages > maxpages / 2) {
2144                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2145                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2146                     npages, maxpages / 2);
2147                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2148                     "or reduce amount of swap.\n");
2149         }
2150 }
2151
2152 static void
2153 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2154     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2155 {
2156         struct swdevt *sp, *tsp;
2157         swblk_t dvbase;
2158         u_long mblocks;
2159
2160         /*
2161          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2162          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2163          *
2164          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2165          */
2166         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2167         nblks = dbtoc(nblks);
2168
2169         /*
2170          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2171          * tree bitmap code.
2172          */
2173         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2174         if (nblks > mblocks) {
2175                 printf(
2176     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2177                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2178                 nblks = mblocks;
2179         }
2180
2181         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2182         sp->sw_vp = vp;
2183         sp->sw_id = id;
2184         sp->sw_dev = dev;
2185         sp->sw_flags = 0;
2186         sp->sw_nblks = nblks;
2187         sp->sw_used = 0;
2188         sp->sw_strategy = strategy;
2189         sp->sw_close = close;
2190         sp->sw_flags = flags;
2191
2192         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2193         /*
2194          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2195          * any bsd label at the front of the partition
2196          */
2197         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2198
2199         dvbase = 0;
2200         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2201         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2202                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2203                         /*
2204                          * We put one uncovered page between the devices
2205                          * in order to definitively prevent any cross-device
2206                          * I/O requests
2207                          */
2208                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2209                 }
2210         }
2211         sp->sw_first = dvbase;
2212         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2213         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2214         nswapdev++;
2215         swap_pager_avail += nblks - 2;
2216         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2217         swapon_check_swzone();
2218         swp_sizecheck();
2219         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * SYSCALL: swapoff(devname)
2224  *
2225  * Disable swapping on the given device.
2226  *
2227  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2228  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2229  * only to make this work.
2230  */
2231 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2232 struct swapoff_args {
2233         char *name;
2234 };
2235 #endif
2236
2237 /*
2238  * MPSAFE
2239  */
2240 /* ARGSUSED */
2241 int
2242 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2243 {
2244         struct vnode *vp;
2245         struct nameidata nd;
2246         struct swdevt *sp;
2247         int error;
2248
2249         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2250         if (error)
2251                 return (error);
2252
2253         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2254
2255         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2256             td);
2257         error = namei(&nd);
2258         if (error)
2259                 goto done;
2260         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2261         vp = nd.ni_vp;
2262
2263         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2264         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2265                 if (sp->sw_vp == vp)
2266                         break;
2267         }
2268         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2269         if (sp == NULL) {
2270                 error = EINVAL;
2271                 goto done;
2272         }
2273         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2274 done:
2275         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2276         return (error);
2277 }
2278
2279 static int
2280 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2281 {
2282         u_long nblks;
2283 #ifdef MAC
2284         int error;
2285 #endif
2286
2287         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
2288 #ifdef MAC
2289         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2290         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2291         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2292         if (error != 0)
2293                 return (error);
2294 #endif
2295         nblks = sp->sw_nblks;
2296
2297         /*
2298          * We can turn off this swap device safely only if the
2299          * available virtual memory in the system will fit the amount
2300          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2301          * the system doesn't become critically low on swap space.
2302          */
2303         if (vm_cnt.v_free_count + swap_pager_avail < nblks + nswap_lowat)
2304                 return (ENOMEM);
2305
2306         /*
2307          * Prevent further allocations on this device.
2308          */
2309         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2310         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2311         swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist, 0, nblks);
2312         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2313         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2314
2315         /*
2316          * Page in the contents of the device and close it.
2317          */
2318         swap_pager_swapoff(sp);
2319
2320         sp->sw_close(curthread, sp);
2321         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2322         sp->sw_id = NULL;
2323         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2324         nswapdev--;
2325         if (nswapdev == 0) {
2326                 swap_pager_full = 2;
2327                 swap_pager_almost_full = 1;
2328         }
2329         if (swdevhd == sp)
2330                 swdevhd = NULL;
2331         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2332         blist_destroy(sp->sw_blist);
2333         free(sp, M_VMPGDATA);
2334         return (0);
2335 }
2336
2337 void
2338 swapoff_all(void)
2339 {
2340         struct swdevt *sp, *spt;
2341         const char *devname;
2342         int error;
2343
2344         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2345
2346         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2347         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2348                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2349                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2350                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2351                 else
2352                         devname = "[file]";
2353                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2354                 if (error != 0) {
2355                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2356                             "skipping.\n", devname, error);
2357                 } else if (bootverbose) {
2358                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2359                 }
2360                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2361         }
2362         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2363
2364         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2365 }
2366
2367 void
2368 swap_pager_status(int *total, int *used)
2369 {
2370         struct swdevt *sp;
2371
2372         *total = 0;
2373         *used = 0;
2374         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2375         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2376                 *total += sp->sw_nblks;
2377                 *used += sp->sw_used;
2378         }
2379         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2380 }
2381
2382 int
2383 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2384 {
2385         struct swdevt *sp;
2386         const char *tmp_devname;
2387         int error, n;
2388
2389         n = 0;
2390         error = ENOENT;
2391         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2392         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2393                 if (n != name) {
2394                         n++;
2395                         continue;
2396                 }
2397                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2398                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2399                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2400                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2401                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2402                 if (devname != NULL) {
2403                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2404                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2405                         else
2406                                 tmp_devname = "[file]";
2407                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2408                 }
2409                 error = 0;
2410                 break;
2411         }
2412         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2413         return (error);
2414 }
2415
2416 static int
2417 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2418 {
2419         struct xswdev xs;
2420         int error;
2421
2422         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2423                 return (EINVAL);
2424         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2425         if (error != 0)
2426                 return (error);
2427         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2428         return (error);
2429 }
2430
2431 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2432     "Number of swap devices");
2433 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
2434     sysctl_vm_swap_info,
2435     "Swap statistics by device");
2436
2437 /*
2438  * Count the approximate swap usage in pages for a vmspace.  The
2439  * shadowed or not yet copied on write swap blocks are not accounted.
2440  * The map must be locked.
2441  */
2442 long
2443 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2444 {
2445         vm_map_t map;
2446         vm_map_entry_t cur;
2447         vm_object_t object;
2448         struct swblk *sb;
2449         vm_pindex_t e, pi;
2450         long count;
2451         int i;
2452
2453         map = &vmspace->vm_map;
2454         count = 0;
2455
2456         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2457                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) != 0)
2458                         continue;
2459                 object = cur->object.vm_object;
2460                 if (object == NULL || object->type != OBJT_SWAP)
2461                         continue;
2462                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2463                 if (object->type != OBJT_SWAP)
2464                         goto unlock;
2465                 pi = OFF_TO_IDX(cur->offset);
2466                 e = pi + OFF_TO_IDX(cur->end - cur->start);
2467                 for (;; pi = sb->p + SWAP_META_PAGES) {
2468                         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(
2469                             &object->un_pager.swp.swp_blks, pi);
2470                         if (sb == NULL || sb->p >= e)
2471                                 break;
2472                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
2473                                 if (sb->p + i < e &&
2474                                     sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
2475                                         count++;
2476                         }
2477                 }
2478 unlock:
2479                 VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2480         }
2481         return (count);
2482 }
2483
2484 /*
2485  * GEOM backend
2486  *
2487  * Swapping onto disk devices.
2488  *
2489  */
2490
2491 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2492
2493 static struct g_class g_swap_class = {
2494         .name = "SWAP",
2495         .version = G_VERSION,
2496         .orphan = swapgeom_orphan,
2497 };
2498
2499 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2500
2501
2502 static void
2503 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2504 {
2505         struct g_consumer *cp;
2506
2507         cp = arg;
2508         g_access(cp, -1, -1, 0);
2509         g_detach(cp);
2510         g_destroy_consumer(cp);
2511 }
2512
2513 /*
2514  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2515  */
2516 static void
2517 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2518 {
2519
2520         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2521         cp->index++;
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Remove a reference from the g_consumer.  Post a close event if all
2526  * references go away, since the function might be called from the
2527  * biodone context.
2528  */
2529 static void
2530 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2531 {
2532
2533         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2534         cp->index--;
2535         if (cp->index == 0) {
2536                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2537                         sp->sw_id = NULL;
2538         }
2539 }
2540
2541 static void
2542 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2543 {
2544         struct swdevt *sp;
2545         struct buf *bp;
2546         struct g_consumer *cp;
2547
2548         bp = bp2->bio_caller2;
2549         cp = bp2->bio_from;
2550         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2551         if (bp2->bio_error)
2552                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2553         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2554         bp->b_error = bp2->bio_error;
2555         bufdone(bp);
2556         sp = bp2->bio_caller1;
2557         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2558         swapgeom_release(cp, sp);
2559         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2560         g_destroy_bio(bp2);
2561 }
2562
2563 static void
2564 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2565 {
2566         struct bio *bio;
2567         struct g_consumer *cp;
2568
2569         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2570         cp = sp->sw_id;
2571         if (cp == NULL) {
2572                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2573                 bp->b_error = ENXIO;
2574                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2575                 bufdone(bp);
2576                 return;
2577         }
2578         swapgeom_acquire(cp);
2579         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2580         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2581                 bio = g_new_bio();
2582         else
2583                 bio = g_alloc_bio();
2584         if (bio == NULL) {
2585                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2586                 swapgeom_release(cp, sp);
2587                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2588                 bp->b_error = ENOMEM;
2589                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2590                 bufdone(bp);
2591                 return;
2592         }
2593
2594         bio->bio_caller1 = sp;
2595         bio->bio_caller2 = bp;
2596         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2597         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2598         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2599         bio->bio_done = swapgeom_done;
2600         if (!buf_mapped(bp)) {
2601                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2602                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2603                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2604                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2605                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2606         } else {
2607                 bio->bio_data = bp->b_data;
2608                 bio->bio_ma = NULL;
2609         }
2610         g_io_request(bio, cp);
2611         return;
2612 }
2613
2614 static void
2615 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2616 {
2617         struct swdevt *sp;
2618         int destroy;
2619
2620         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2621         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2622                 if (sp->sw_id == cp) {
2623                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2624                         break;
2625                 }
2626         }
2627         /*
2628          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2629          * special context where we don't have to queue the call to
2630          * swapgeom_close_ev().
2631          */
2632         cp->index--;
2633         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2634         if (destroy)
2635                 sp->sw_id = NULL;
2636         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2637         if (destroy)
2638                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2639 }
2640
2641 static void
2642 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2643 {
2644         struct g_consumer *cp;
2645
2646         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2647         cp = sw->sw_id;
2648         sw->sw_id = NULL;
2649         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2650
2651         /*
2652          * swapgeom_close() may be called from the biodone context,
2653          * where we cannot perform topology changes.  Delegate the
2654          * work to the events thread.
2655          */
2656         if (cp != NULL)
2657                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2658 }
2659
2660 static int
2661 swapongeom_locked(struct cdev *dev, struct vnode *vp)
2662 {
2663         struct g_provider *pp;
2664         struct g_consumer *cp;
2665         static struct g_geom *gp;
2666         struct swdevt *sp;
2667         u_long nblks;
2668         int error;
2669
2670         pp = g_dev_getprovider(dev);
2671         if (pp == NULL)
2672                 return (ENODEV);
2673         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2674         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2675                 cp = sp->sw_id;
2676                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2677                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2678                         return (EBUSY);
2679                 }
2680         }
2681         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2682         if (gp == NULL)
2683                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2684         cp = g_new_consumer(gp);
2685         cp->index = 1;  /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2686         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2687         g_attach(cp, pp);
2688         /*
2689          * XXX: Every time you think you can improve the margin for
2690          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2691          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2692          * set an exclusive count :-(
2693          */
2694         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2695         if (error != 0) {
2696                 g_detach(cp);
2697                 g_destroy_consumer(cp);
2698                 return (error);
2699         }
2700         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2701         swaponsomething(vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2702             swapgeom_close, dev2udev(dev),
2703             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2704         return (0);
2705 }
2706
2707 static int
2708 swapongeom(struct vnode *vp)
2709 {
2710         int error;
2711
2712         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2713         if (vp->v_type != VCHR || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0) {
2714                 error = ENOENT;
2715         } else {
2716                 g_topology_lock();
2717                 error = swapongeom_locked(vp->v_rdev, vp);
2718                 g_topology_unlock();
2719         }
2720         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2721         return (error);
2722 }
2723
2724 /*
2725  * VNODE backend
2726  *
2727  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2728  * with NFS) swapfiles.
2729  *
2730  */
2731
2732 static void
2733 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2734 {
2735         struct vnode *vp2;
2736
2737         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2738
2739         vp2 = sp->sw_id;
2740         vhold(vp2);
2741         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2742                 if (bp->b_bufobj)
2743                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2744                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2745         }
2746         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2747                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2748         bp->b_vp = vp2;
2749         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2750         bstrategy(bp);
2751         return;
2752 }
2753
2754 static void
2755 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2756 {
2757
2758         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2759         vrele(sp->sw_vp);
2760 }
2761
2762
2763 static int
2764 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2765 {
2766         struct swdevt *sp;
2767         int error;
2768
2769         if (nblks == 0)
2770                 return (ENXIO);
2771         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2772         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2773                 if (sp->sw_id == vp) {
2774                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2775                         return (EBUSY);
2776                 }
2777         }
2778         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2779
2780         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2781 #ifdef MAC
2782         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2783         if (error == 0)
2784 #endif
2785                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2786         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2787         if (error)
2788                 return (error);
2789
2790         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2791             NODEV, 0);
2792         return (0);
2793 }
2794
2795 static int
2796 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2797 {
2798         int error, new, n;
2799
2800         new = nsw_wcount_async_max;
2801         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2802         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2803                 return (error);
2804
2805         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2806                 return (EINVAL);
2807
2808         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2809         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2810                 /*
2811                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2812                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2813                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2814                  */
2815                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2816                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2817                         nsw_wcount_async += n;
2818                         nsw_wcount_async_max += n;
2819                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2820                 } else {
2821                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2822                         nsw_wcount_async = 0;
2823                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2824                             "swpsysctl", 0);
2825                 }
2826         }
2827         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2828
2829         return (0);
2830 }