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