]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r160157,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.  
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_mac.h"
73 #include "opt_swap.h"
74 #include "opt_vm.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/conf.h>
79 #include <sys/kernel.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/mac.h>
89 #include <sys/malloc.h>
90 #include <sys/sysctl.h>
91 #include <sys/sysproto.h>
92 #include <sys/blist.h>
93 #include <sys/lock.h>
94 #include <sys/sx.h>
95 #include <sys/vmmeter.h>
96
97 #include <vm/vm.h>
98 #include <vm/pmap.h>
99 #include <vm/vm_map.h>
100 #include <vm/vm_kern.h>
101 #include <vm/vm_object.h>
102 #include <vm/vm_page.h>
103 #include <vm/vm_pager.h>
104 #include <vm/vm_pageout.h>
105 #include <vm/vm_param.h>
106 #include <vm/swap_pager.h>
107 #include <vm/vm_extern.h>
108 #include <vm/uma.h>
109
110 #include <geom/geom.h>
111
112 /*
113  * SWB_NPAGES must be a power of 2.  It may be set to 1, 2, 4, 8, or 16
114  * pages per allocation.  We recommend you stick with the default of 8.
115  * The 16-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
116  */
117 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
118 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
119 #endif
120
121 #if !defined(SWB_NPAGES)
122 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
123 #endif
124
125 /*
126  * Piecemeal swap metadata structure.  Swap is stored in a radix tree.
127  *
128  * If SWB_NPAGES is 8 and sizeof(char *) == sizeof(daddr_t), our radix
129  * is basically 8.  Assuming PAGE_SIZE == 4096, one tree level represents
130  * 32K worth of data, two levels represent 256K, three levels represent
131  * 2 MBytes.   This is acceptable.
132  *
133  * Overall memory utilization is about the same as the old swap structure.
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 typedef int32_t swblk_t;        /*
140                                  * swap offset.  This is the type used to
141                                  * address the "virtual swap device" and
142                                  * therefore the maximum swap space is
143                                  * 2^32 pages.
144                                  */
145
146 struct swdevt;
147 typedef void sw_strategy_t(struct buf *bp, struct swdevt *sw);
148 typedef void sw_close_t(struct thread *td, struct swdevt *sw);
149
150 /*
151  * Swap device table
152  */
153 struct swdevt {
154         int     sw_flags;
155         int     sw_nblks;
156         int     sw_used;
157         dev_t   sw_dev;
158         struct vnode *sw_vp;
159         void    *sw_id;
160         swblk_t sw_first;
161         swblk_t sw_end;
162         struct blist *sw_blist;
163         TAILQ_ENTRY(swdevt)     sw_list;
164         sw_strategy_t           *sw_strategy;
165         sw_close_t              *sw_close;
166 };
167
168 #define SW_CLOSING      0x04
169
170 struct swblock {
171         struct swblock  *swb_hnext;
172         vm_object_t     swb_object;
173         vm_pindex_t     swb_index;
174         int             swb_count;
175         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
176 };
177
178 static struct mtx sw_dev_mtx;
179 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
180 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
181 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
182 int swap_pager_avail;
183 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
184
185 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
186
187 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
188 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
189
190 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
191 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
192 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
193 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
194 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
195 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
196 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
197
198 static struct swblock **swhash;
199 static int swhash_mask;
200 static struct mtx swhash_mtx;
201
202 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
203 static struct sx sw_alloc_sx;
204
205
206 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
207         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
208
209 /*
210  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
211  * of searching a named list by hashing it just a little.
212  */
213
214 #define NOBJLISTS               8
215
216 #define NOBJLIST(handle)        \
217         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
218
219 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */ 
220 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
221 static uma_zone_t       swap_zone;
222 static struct vm_object swap_zone_obj;
223
224 /*
225  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
226  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
227  * (see vm/swap_pager.h).
228  */
229 static vm_object_t
230                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
231                                       vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset);
232 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
233 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
234 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
235 static boolean_t
236                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
237 static void     swap_pager_init(void);
238 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
239 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
240
241 struct pagerops swappagerops = {
242         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
243         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
244         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
245         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
246         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
247         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
248         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
249 };
250
251 /*
252  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
253  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
254  *
255  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
256  * internal.
257  */
258 static int dmmax;
259 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
260 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
261
262 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
263         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
264
265 static void     swp_sizecheck(void);
266 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
267 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
268 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
269 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct thread *td);
270
271 /*
272  * Swap bitmap functions
273  */
274 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
275 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
276
277 /*
278  * Metadata functions
279  */
280 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
281 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
282 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
283 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
284 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
285
286 /*
287  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
288  *      
289  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
290  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
291  *
292  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
293  *
294  *      No restrictions on call
295  *      This routine may not block.
296  *      This routine must be called at splvm()
297  */
298 static void
299 swp_sizecheck(void)
300 {
301
302         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
303                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
304                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
305                         swap_pager_almost_full = 1;
306                 }
307         } else {
308                 swap_pager_full = 0;
309                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
310                         swap_pager_almost_full = 0;
311         }
312 }
313
314 /*
315  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
316  *
317  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
318  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
319  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
320  *      find a swapblk.
321  *
322  *      This routine must be called at splvm().
323  */
324 static struct swblock **
325 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
326 {
327         struct swblock **pswap;
328         struct swblock *swap;
329
330         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
331         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
332         while ((swap = *pswap) != NULL) {
333                 if (swap->swb_object == object &&
334                     swap->swb_index == index
335                 ) {
336                         break;
337                 }
338                 pswap = &swap->swb_hnext;
339         }
340         return (pswap);
341 }
342
343 /*
344  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
345  *
346  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
347  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
348  *      system has yet to be initialized at this point.
349  */
350 static void
351 swap_pager_init(void)
352 {
353         /*
354          * Initialize object lists
355          */
356         int i;
357
358         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
359                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
360         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
361         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
362
363         /*
364          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
365          */
366         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
367 }
368
369 /*
370  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
371  *
372  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
373  *      its main loop.
374  */
375 void
376 swap_pager_swap_init(void)
377 {
378         int n, n2;
379
380         /*
381          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
382          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
383          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
384          * but it isn't very efficient).
385          *
386          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
387          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
388          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
389          * constrained by the swap device interleave stripe size.
390          *
391          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
392          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
393          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
394          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
395          * a higher value would probably generate only a limited improvement
396          * with three or four active swap devices since the system does not
397          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
398          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
399          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
400          * So it all works out pretty well.
401          */
402         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
403
404         mtx_lock(&pbuf_mtx);
405         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
406         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
407         nsw_wcount_async = 4;
408         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
409         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
410
411         /*
412          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
413          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
414          * can hold 16 pages, so this is probably overkill.  This reservation
415          * is typically limited to around 32MB by default.
416          */
417         n = cnt.v_page_count / 2;
418         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
419                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
420         n2 = n;
421         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
422             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
423         if (swap_zone == NULL)
424                 panic("failed to create swap_zone.");
425         do {
426                 if (uma_zone_set_obj(swap_zone, &swap_zone_obj, n))
427                         break;
428                 /*
429                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
430                  * size of the previous attempt.
431                  */
432                 n -= ((n + 2) / 3);
433         } while (n > 0);
434         if (n2 != n)
435                 printf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
436         n2 = n;
437
438         /*
439          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
440          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an 
441          * oversized hash table.
442          *
443          *      n:              size of hash table, must be power of 2
444          *      swhash_mask:    hash table index mask
445          */
446         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
447                 ;
448         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
449         swhash_mask = n - 1;
450         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
451 }
452
453 /*
454  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
455  *                      its metadata structures.
456  *
457  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
458  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
459  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
460  *
461  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
462  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
463  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
464  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
465  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
466  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
467  *      already exists.
468  *
469  * MPSAFE
470  */
471 static vm_object_t
472 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
473                  vm_ooffset_t offset)
474 {
475         vm_object_t object;
476         vm_pindex_t pindex;
477
478         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
479
480         if (handle) {
481                 mtx_lock(&Giant);
482                 /*
483                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
484                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
485                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
486                  * of the handle.
487                  */
488                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
489                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
490
491                 if (object != NULL) {
492                         vm_object_reference(object);
493                 } else {
494                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
495                         object->handle = handle;
496
497                         VM_OBJECT_LOCK(object);
498                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
499                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
500                 }
501                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
502                 mtx_unlock(&Giant);
503         } else {
504                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
505
506                 VM_OBJECT_LOCK(object);
507                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
508                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
509         }
510         return (object);
511 }
512
513 /*
514  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
515  *
516  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
517  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
518  *      routine is typically called only when the entire object is
519  *      about to be destroyed.
520  *
521  *      This routine may block, but no longer does. 
522  *
523  *      The object must be locked or unreferenceable.
524  */
525 static void
526 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
527 {
528
529         /*
530          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
531          * pageout completion.
532          */
533         if (object->handle != NULL) {
534                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
535                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
536                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
537         }
538
539         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
540         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
541
542         /*
543          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
544          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
545          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
546          * if paging is still in progress on some objects.
547          */
548         swp_pager_meta_free_all(object);
549 }
550
551 /************************************************************************
552  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
553  ************************************************************************/
554
555 /*
556  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
557  *
558  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
559  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
560  *      if the allocation failed.
561  *
562  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
563  *      when they configured swap and didn't configure enough.
564  *
565  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
566  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
567  *
568  *      This routine may not block
569  *      This routine must be called at splvm().
570  *
571  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
572  */
573 static daddr_t
574 swp_pager_getswapspace(int npages)
575 {
576         daddr_t blk;
577         struct swdevt *sp;
578         int i;
579
580         blk = SWAPBLK_NONE;
581         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
582         sp = swdevhd;
583         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
584                 if (sp == NULL)
585                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
586                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
587                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
588                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
589                                 blk += sp->sw_first;
590                                 sp->sw_used += npages;
591                                 swap_pager_avail -= npages;
592                                 swp_sizecheck();
593                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
594                                 goto done;
595                         }
596                 }
597                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
598         }
599         if (swap_pager_full != 2) {
600                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
601                 swap_pager_full = 2;
602                 swap_pager_almost_full = 1;
603         }
604         swdevhd = NULL;
605 done:
606         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
607         return (blk);
608 }
609
610 static int
611 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
612 {
613
614         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
615 }
616         
617 static void
618 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
619 {
620         struct swdevt *sp;
621
622         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
623         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
624                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
625                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
626                         sp->sw_strategy(bp, sp);
627                         return;
628                 }
629         }
630         panic("Swapdev not found");
631 }
632         
633
634 /*
635  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
636  *
637  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
638  *
639  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
640  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
641  *
642  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
643  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
644  *
645  *      This routine may not block
646  *      This routine must be called at splvm().
647  */
648 static void
649 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
650 {
651         struct swdevt *sp;
652
653         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
654         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
655                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
656                         sp->sw_used -= npages;
657                         /*
658                          * If we are attempting to stop swapping on
659                          * this device, we don't want to mark any
660                          * blocks free lest they be reused.  
661                          */
662                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
663                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
664                                     npages);
665                                 swap_pager_avail += npages;
666                                 swp_sizecheck();
667                         }
668                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
669                         return;
670                 }
671         }
672         panic("Swapdev not found");
673 }
674
675 /*
676  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
677  *                              range within an object.
678  *
679  *      This is a globally accessible routine.
680  *
681  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
682  *
683  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
684  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
685  *      we should be ok.
686  *
687  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm temporarily
688  *      in order to perform the metadata removal.
689  */
690 void
691 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
692 {
693
694         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
695         swp_pager_meta_free(object, start, size);
696 }
697
698 /*
699  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
700  *
701  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
702  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
703  *
704  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
705  */
706 int
707 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
708 {
709         int n = 0;
710         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
711         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
712
713         VM_OBJECT_LOCK(object);
714         while (size) {
715                 if (n == 0) {
716                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
717                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
718                                 n >>= 1;
719                                 if (n == 0) {
720                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
721                                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
722                                         return (-1);
723                                 }
724                         }
725                 }
726                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
727                 --size;
728                 ++start;
729                 ++blk;
730                 --n;
731         }
732         swp_pager_meta_free(object, start, n);
733         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
734         return (0);
735 }
736
737 /*
738  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
739  *                      and destroy the source.
740  *
741  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
742  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
743  *      we keep the destination's.
744  *
745  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
746  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
747  *      progress on the source. 
748  *
749  *      This routine can be called at any spl
750  *
751  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
752  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
753  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
754  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
755  *
756  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
757  *
758  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
759  *
760  *      The source and destination objects must be locked or 
761  *      inaccessible (XXX are they ?)
762  */
763 void
764 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
765     vm_pindex_t offset, int destroysource)
766 {
767         vm_pindex_t i;
768
769         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(srcobject, MA_OWNED);
770         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(dstobject, MA_OWNED);
771
772         /*
773          * If destroysource is set, we remove the source object from the 
774          * swap_pager internal queue now. 
775          */
776         if (destroysource) {
777                 if (srcobject->handle != NULL) {
778                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
779                         TAILQ_REMOVE(
780                             NOBJLIST(srcobject->handle),
781                             srcobject,
782                             pager_object_list
783                         );
784                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
785                 }
786         }
787
788         /*
789          * transfer source to destination.
790          */
791         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
792                 daddr_t dstaddr;
793
794                 /*
795                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
796                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
797                  * if the destination is a resident page, in which case the
798                  * source is thrown away.
799                  */
800                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
801
802                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
803                         /*
804                          * Destination has no swapblk and is not resident,
805                          * copy source.
806                          */
807                         daddr_t srcaddr;
808
809                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
810                             srcobject, 
811                             i + offset,
812                             SWM_POP
813                         );
814
815                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
816                                 /*
817                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
818                                  */
819                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
820                                 VM_OBJECT_UNLOCK(srcobject);
821                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
822                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
823                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
824                                 VM_OBJECT_LOCK(srcobject);
825                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
826                         }
827                 } else {
828                         /*
829                          * Destination has valid swapblk or it is represented
830                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
831                          */
832                         
833                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
834                 }
835         }
836
837         /*
838          * Free left over swap blocks in source.
839          *
840          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
841          * double-remove the object from the swap queues.
842          */
843         if (destroysource) {
844                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
845                 /*
846                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
847                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
848                  * for consistency since we've removed the object from its
849                  * queues.
850                  */
851                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
852         }
853 }
854
855 /*
856  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
857  *                              the requested page.
858  *
859  *      We determine whether good backing store exists for the requested
860  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
861  *
862  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
863  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
864  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
865  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
866  *      doing here.
867  */
868 static boolean_t
869 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
870 {
871         daddr_t blk0;
872
873         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
874         /*
875          * do we have good backing store at the requested index ?
876          */
877         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
878
879         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
880                 if (before)
881                         *before = 0;
882                 if (after)
883                         *after = 0;
884                 return (FALSE);
885         }
886
887         /*
888          * find backwards-looking contiguous good backing store
889          */
890         if (before != NULL) {
891                 int i;
892
893                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
894                         daddr_t blk;
895
896                         if (i > pindex)
897                                 break;
898                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
899                         if (blk != blk0 - i)
900                                 break;
901                 }
902                 *before = (i - 1);
903         }
904
905         /*
906          * find forward-looking contiguous good backing store
907          */
908         if (after != NULL) {
909                 int i;
910
911                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
912                         daddr_t blk;
913
914                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
915                         if (blk != blk0 + i)
916                                 break;
917                 }
918                 *after = (i - 1);
919         }
920         return (TRUE);
921 }
922
923 /*
924  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
925  *
926  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
927  *      not, from the page.  
928  *
929  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
930  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
931  *      calls us in a special-case situation
932  *
933  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
934  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
935  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
936  *      depends on it.
937  *
938  *      This routine may not block
939  *      This routine must be called at splvm()
940  */
941 static void
942 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
943 {
944
945         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
946         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
947 }
948
949 /*
950  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
951  *
952  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
953  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
954  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
955  *      belongs to the same object.
956  *
957  *      The code is designed for asynchronous operation and 
958  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
959  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
960  *      feature, I intend to improve on it in the future.
961  *
962  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
963  *      calling us and we should return with the same.
964  *
965  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
966  *      left busy, but the others adjusted.
967  */
968 static int
969 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
970 {
971         struct buf *bp;
972         vm_page_t mreq;
973         int i;
974         int j;
975         daddr_t blk;
976
977         mreq = m[reqpage];
978
979         KASSERT(mreq->object == object,
980             ("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
981             object, mreq->object));
982
983         /*
984          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
985          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
986          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
987          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the 
988          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
989          *
990          * The swp_*() calls must be made at splvm().  vm_page_free() does
991          * not need to be, but it will go a little faster if it is.
992          */
993         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
994
995         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
996                 daddr_t iblk;
997
998                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
999                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1000                         break;
1001         }
1002         ++i;
1003
1004         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1005                 daddr_t jblk;
1006
1007                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1008                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1009                         break;
1010         }
1011
1012         /*
1013          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1014          * mreq, it must remain busy throughout.
1015          */
1016         if (0 < i || j < count) {
1017                 int k;
1018
1019                 vm_page_lock_queues();
1020                 for (k = 0; k < i; ++k)
1021                         vm_page_free(m[k]);
1022                 for (k = j; k < count; ++k)
1023                         vm_page_free(m[k]);
1024                 vm_page_unlock_queues();
1025         }
1026
1027         /*
1028          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq 
1029          * still busy, but the others unbusied.
1030          */
1031         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1032                 return (VM_PAGER_FAIL);
1033
1034         /*
1035          * Getpbuf() can sleep.
1036          */
1037         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1038         /*
1039          * Get a swap buffer header to perform the IO
1040          */
1041         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1042         bp->b_flags |= B_PAGING;
1043
1044         /*
1045          * map our page(s) into kva for input
1046          */
1047         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, m + i, j - i);
1048
1049         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1050         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1051         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1052         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1053         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1054         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1055         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1056         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1057
1058         VM_OBJECT_LOCK(object);
1059         vm_page_lock_queues();
1060         {
1061                 int k;
1062
1063                 for (k = i; k < j; ++k) {
1064                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1065                         vm_page_flag_set(m[k], PG_SWAPINPROG);
1066                 }
1067         }
1068         vm_page_unlock_queues();
1069         bp->b_npages = j - i;
1070
1071         cnt.v_swapin++;
1072         cnt.v_swappgsin += bp->b_npages;
1073
1074         /*
1075          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1076          * does not remove it.
1077          */
1078         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1079         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1080
1081         /*
1082          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1083          * this point because we automatically release it on completion.
1084          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1085          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1086          *
1087          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1088          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1089          *
1090          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1091          */
1092         BUF_KERNPROC(bp);
1093         swp_pager_strategy(bp);
1094
1095         /*
1096          * wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1097          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1098          * is set in the meta-data.
1099          */
1100         vm_page_lock_queues();
1101         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1102                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1103                 cnt.v_intrans++;
1104                 if (msleep(mreq, &vm_page_queue_mtx, PSWP, "swread", hz*20)) {
1105                         printf(
1106 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1107                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1108                 }
1109         }
1110         vm_page_unlock_queues();
1111
1112         VM_OBJECT_LOCK(object);
1113         /*
1114          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1115          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1116          * not be valid.
1117          */
1118         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1119                 return (VM_PAGER_ERROR);
1120         } else {
1121                 return (VM_PAGER_OK);
1122         }
1123
1124         /*
1125          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1126          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1127          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1128          * to all-zero's later.
1129          */
1130 }
1131
1132 /*
1133  *      swap_pager_putpages: 
1134  *
1135  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1136  *
1137  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1138  *      are automatically converted to SWAP objects.
1139  *
1140  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new 
1141  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1142  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1143  *      which needs work.
1144  *
1145  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1146  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1147  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1148  *      completion.
1149  *
1150  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1151  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1152  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1153  */
1154 void
1155 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1156     boolean_t sync, int *rtvals)
1157 {
1158         int i;
1159         int n = 0;
1160
1161         GIANT_REQUIRED;
1162         if (count && m[0]->object != object) {
1163                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1164                     object, 
1165                     m[0]->object
1166                 );
1167         }
1168
1169         /*
1170          * Step 1
1171          *
1172          * Turn object into OBJT_SWAP
1173          * check for bogus sysops
1174          * force sync if not pageout process
1175          */
1176         if (object->type != OBJT_SWAP)
1177                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1178         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1179
1180         if (curproc != pageproc)
1181                 sync = TRUE;
1182
1183         /*
1184          * Step 2
1185          *
1186          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1187          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1188          */
1189         mtx_lock(&pbuf_mtx);
1190         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1191                 int n;
1192
1193                 /*
1194                  * limit range
1195                  */
1196                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1197                         n = nswbuf / 2;
1198                 if (n < 1)
1199                         n = 1;
1200                 swap_async_max = n;
1201
1202                 /*
1203                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1204                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1205                  * at this time.
1206                  */
1207                 n -= nsw_wcount_async_max;
1208                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1209                         nsw_wcount_async += n;
1210                         nsw_wcount_async_max += n;
1211                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1212                 }
1213         }
1214         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
1215
1216         /*
1217          * Step 3
1218          *
1219          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1220          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1221          * successfully.
1222          */
1223         for (i = 0; i < count; i += n) {
1224                 int j;
1225                 struct buf *bp;
1226                 daddr_t blk;
1227
1228                 /*
1229                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1230                  */
1231                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1232                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1233
1234                 /*
1235                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1236                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1237                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1238                  * fragment swap.
1239                  */
1240                 while (
1241                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1242                     n > 4
1243                 ) {
1244                         n >>= 1;
1245                 }
1246                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1247                         for (j = 0; j < n; ++j)
1248                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1249                         continue;
1250                 }
1251
1252                 /*
1253                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1254                  * request and assign the swap space.
1255                  */
1256                 if (sync == TRUE) {
1257                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1258                 } else {
1259                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1260                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1261                 }
1262                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1263                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1264
1265                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1266
1267                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1268                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1269                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1270                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1271                 bp->b_blkno = blk;
1272
1273                 VM_OBJECT_LOCK(object);
1274                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1275                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1276
1277                         swp_pager_meta_build(
1278                             mreq->object, 
1279                             mreq->pindex,
1280                             blk + j
1281                         );
1282                         vm_page_dirty(mreq);
1283                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1284
1285                         vm_page_lock_queues();
1286                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1287                         vm_page_unlock_queues();
1288                         bp->b_pages[j] = mreq;
1289                 }
1290                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1291                 bp->b_npages = n;
1292                 /*
1293                  * Must set dirty range for NFS to work.
1294                  */
1295                 bp->b_dirtyoff = 0;
1296                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1297
1298                 cnt.v_swapout++;
1299                 cnt.v_swappgsout += bp->b_npages;
1300
1301                 /*
1302                  * asynchronous
1303                  *
1304                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1305                  */
1306                 if (sync == FALSE) {
1307                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1308                         BUF_KERNPROC(bp);
1309                         swp_pager_strategy(bp);
1310
1311                         for (j = 0; j < n; ++j)
1312                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1313                         /* restart outter loop */
1314                         continue;
1315                 }
1316
1317                 /*
1318                  * synchronous
1319                  *
1320                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1321                  */
1322                 bp->b_iodone = bdone;
1323                 swp_pager_strategy(bp);
1324
1325                 /*
1326                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1327                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1328                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1329                  * double-free.
1330                  */
1331                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1332                 for (j = 0; j < n; ++j)
1333                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1334                 /*
1335                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1336                  * normal async completion, which frees everything up.
1337                  */
1338                 swp_pager_async_iodone(bp);
1339         }
1340         VM_OBJECT_LOCK(object);
1341 }
1342
1343 /*
1344  *      swp_pager_async_iodone:
1345  *
1346  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1347  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1348  *
1349  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1350  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1351  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1352  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1353  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1354  *
1355  *      This routine may not block.
1356  *      This routine is called at splbio() or better
1357  *
1358  *      We up ourselves to splvm() as required for various vm_page related
1359  *      calls.
1360  */
1361 static void
1362 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1363 {
1364         int i;
1365         vm_object_t object = NULL;
1366
1367         /*
1368          * report error
1369          */
1370         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1371                 printf(
1372                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1373                         "size %ld, error %d\n",
1374                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1375                     (long)bp->b_blkno, 
1376                     (long)bp->b_bcount,
1377                     bp->b_error
1378                 );
1379         }
1380
1381         /*
1382          * remove the mapping for kernel virtual
1383          */
1384         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1385
1386         if (bp->b_npages) {
1387                 object = bp->b_pages[0]->object;
1388                 VM_OBJECT_LOCK(object);
1389         }
1390         vm_page_lock_queues();
1391         /*
1392          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1393          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1394          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1395          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1396          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1397          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1398          */
1399         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1400                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1401
1402                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1403
1404                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1405                         /*
1406                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1407                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1408                          * can never be used again.  But I can't from an 
1409                          * interrupt.
1410                          */
1411                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1412                                 /*
1413                                  * When reading, reqpage needs to stay
1414                                  * locked for the parent, but all other
1415                                  * pages can be freed.  We still want to
1416                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1417                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1418                                  * not match anything ).
1419                                  *
1420                                  * We have to wake specifically requested pages
1421                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1422                                  * someone may be waiting for that.
1423                                  *
1424                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1425                                  * be overridden by the original caller of
1426                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1427                                  *
1428                                  * XXX IT IS NOT LEGAL TO FREE THE PAGE HERE
1429                                  * AS THIS MESSES WITH object->memq, and it is
1430                                  * not legal to mess with object->memq from an
1431                                  * interrupt.
1432                                  */
1433                                 m->valid = 0;
1434                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1435                                         vm_page_free(m);
1436                                 else
1437                                         vm_page_flash(m);
1438                                 /*
1439                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1440                                  * the page up.  The caller needs to.
1441                                  */
1442                         } else {
1443                                 /*
1444                                  * If a write error occurs, reactivate page
1445                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1446                                  * then finish the I/O.
1447                                  */
1448                                 vm_page_dirty(m);
1449                                 vm_page_activate(m);
1450                                 vm_page_io_finish(m);
1451                         }
1452                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1453                         /*
1454                          * For read success, clear dirty bits.  Nobody should
1455                          * have this page mapped but don't take any chances,
1456                          * make sure the pmap modify bits are also cleared.
1457                          *
1458                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1459                          * overridden by the original caller of getpages so
1460                          * we cannot set them in order to free the underlying
1461                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1462                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1463                          * that existed in the old swapper for a time before
1464                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1465                          *
1466                          * If not the requested page then deactivate it.
1467                          *
1468                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1469                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1470                          * other pages are released (unbusied) by 
1471                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1472                          * valid bits here, it is up to the caller.
1473                          */
1474                         pmap_clear_modify(m);
1475                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1476                         vm_page_undirty(m);
1477
1478                         /*
1479                          * We have to wake specifically requested pages
1480                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1481                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1482                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1483                          * requested page - getpages expects it to be 
1484                          * left busy.
1485                          */
1486                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1487                                 vm_page_deactivate(m);
1488                                 vm_page_wakeup(m);
1489                         } else {
1490                                 vm_page_flash(m);
1491                         }
1492                 } else {
1493                         /*
1494                          * For write success, clear the modify and dirty 
1495                          * status, then finish the I/O ( which decrements the 
1496                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1497                          */
1498                         pmap_clear_modify(m);
1499                         vm_page_undirty(m);
1500                         vm_page_io_finish(m);
1501                         if (vm_page_count_severe())
1502                                 vm_page_try_to_cache(m);
1503                 }
1504         }
1505         vm_page_unlock_queues();
1506
1507         /*
1508          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1509          * pip refs on the object.
1510          */
1511         if (object != NULL) {
1512                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1513                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1514         }
1515
1516         /* 
1517          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling 
1518          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1519          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1520          */
1521         if (bp->b_vp) {
1522                     bp->b_vp = NULL;
1523                     bp->b_bufobj = NULL;
1524         }
1525         /*
1526          * release the physical I/O buffer
1527          */
1528         relpbuf(
1529             bp, 
1530             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount : 
1531                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ? 
1532                     &nsw_wcount_async : 
1533                     &nsw_wcount_sync
1534                 )
1535             )
1536         );
1537 }
1538
1539 /*
1540  *      swap_pager_isswapped:
1541  *
1542  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1543  *      out to the given swap device.
1544  *
1545  *      This routine may not block.
1546  */
1547 int
1548 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1549 {
1550         daddr_t index = 0;
1551         int bcount;
1552         int i;
1553
1554         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1555         if (object->type != OBJT_SWAP)
1556                 return (0);
1557
1558         mtx_lock(&swhash_mtx);
1559         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1560                 struct swblock *swap;
1561
1562                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1563                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1564                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1565                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1566                                         return (1);
1567                                 }
1568                         }
1569                 }
1570                 index += SWAP_META_PAGES;
1571                 if (index > 0x20000000)
1572                         panic("swap_pager_isswapped: failed to locate all swap meta blocks");
1573         }
1574         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1575         return (0);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1580  *
1581  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1582  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1583  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1584  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1585  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1586  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1587  *      paged in.
1588  *
1589  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1590  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1591  */
1592 static inline void
1593 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1594 {
1595         vm_page_t m;
1596
1597         vm_object_pip_add(object, 1);
1598         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_RETRY);
1599         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1600                 vm_object_pip_subtract(object, 1);
1601                 vm_page_lock_queues();
1602                 vm_page_activate(m);
1603                 vm_page_dirty(m);
1604                 vm_page_wakeup(m);
1605                 vm_page_unlock_queues();
1606                 vm_pager_page_unswapped(m);
1607                 return;
1608         }
1609
1610         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1611                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1612         vm_object_pip_subtract(object, 1);
1613         vm_page_lock_queues();
1614         vm_page_dirty(m);
1615         vm_page_dontneed(m);
1616         vm_page_wakeup(m);
1617         vm_page_unlock_queues();
1618         vm_pager_page_unswapped(m);
1619 }
1620
1621 /*
1622  *      swap_pager_swapoff:
1623  *
1624  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1625  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1626  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1627  *      There may be no processes swapped out to the device.
1628  *
1629  *      This routine may block.
1630  */
1631 static void
1632 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1633 {
1634         struct swblock *swap;
1635         int i, j, retries;
1636
1637         GIANT_REQUIRED;
1638
1639         retries = 0;
1640 full_rescan:
1641         mtx_lock(&swhash_mtx);
1642         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1643 restart:
1644                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1645                         vm_object_t object = swap->swb_object;
1646                         vm_pindex_t pindex = swap->swb_index;
1647                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1648                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp)) {
1649                                         /* avoid deadlock */
1650                                         if (!VM_OBJECT_TRYLOCK(object)) {
1651                                                 break;
1652                                         } else {
1653                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1654                                                 swp_pager_force_pagein(object,
1655                                                     pindex + j);
1656                                                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1657                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1658                                                 goto restart;
1659                                         }
1660                                 }
1661                         }
1662                 }
1663         }
1664         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1665         if (sp->sw_used) {
1666                 int dummy;
1667                 /*
1668                  * Objects may be locked or paging to the device being
1669                  * removed, so we will miss their pages and need to
1670                  * make another pass.  We have marked this device as
1671                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1672                  */
1673                 retries++;
1674                 if (retries > 100) {
1675                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1676                             sp->sw_used);
1677                 }
1678                 tsleep(&dummy, PVM, "swpoff", hz / 20);
1679                 goto full_rescan;
1680         }
1681 }
1682
1683 /************************************************************************
1684  *                              SWAP META DATA                          *
1685  ************************************************************************
1686  *
1687  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1688  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1689  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1690  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1691  *
1692  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1693  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1694  *      appropriate tracking counters.
1695  */
1696
1697 /*
1698  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1699  *
1700  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1701  *      object.
1702  *
1703  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1704  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1705  *      assigned swapblk is freed.
1706  *
1707  *      This routine must be called at splvm(), except when used to convert
1708  *      an OBJT_DEFAULT object into an OBJT_SWAP object.
1709  */
1710 static void
1711 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1712 {
1713         struct swblock *swap;
1714         struct swblock **pswap;
1715         int idx;
1716
1717         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1718         /*
1719          * Convert default object to swap object if necessary
1720          */
1721         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1722                 object->type = OBJT_SWAP;
1723                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1724
1725                 if (object->handle != NULL) {
1726                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1727                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1728                             NOBJLIST(object->handle),
1729                             object, 
1730                             pager_object_list
1731                         );
1732                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1733                 }
1734         }
1735         
1736         /*
1737          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1738          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1739          * and, since the hash table may have changed, retry.
1740          */
1741 retry:
1742         mtx_lock(&swhash_mtx);
1743         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1744
1745         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1746                 int i;
1747
1748                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1749                         goto done;
1750
1751                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT);
1752                 if (swap == NULL) {
1753                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1754                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1755                         VM_WAIT;
1756                         VM_OBJECT_LOCK(object);
1757                         goto retry;
1758                 }
1759
1760                 swap->swb_hnext = NULL;
1761                 swap->swb_object = object;
1762                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1763                 swap->swb_count = 0;
1764
1765                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1766
1767                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1768                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1769         }
1770
1771         /*
1772          * Delete prior contents of metadata
1773          */
1774         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1775
1776         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1777                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1778                 --swap->swb_count;
1779         }
1780
1781         /*
1782          * Enter block into metadata
1783          */
1784         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1785         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1786                 ++swap->swb_count;
1787 done:
1788         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1789 }
1790
1791 /*
1792  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1793  *
1794  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1795  *      returned to the swap bitmap.
1796  *
1797  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1798  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1799  *      with resident pages.
1800  *
1801  *      This routine must be called at splvm()
1802  */
1803 static void
1804 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1805 {
1806
1807         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1808         if (object->type != OBJT_SWAP)
1809                 return;
1810
1811         while (count > 0) {
1812                 struct swblock **pswap;
1813                 struct swblock *swap;
1814
1815                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1816                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1817
1818                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1819                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1820
1821                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1822                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1823                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1824                                         SWAPBLK_NONE;
1825                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1826                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1827                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1828                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1829                                 }
1830                         }
1831                         --count;
1832                         ++index;
1833                 } else {
1834                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1835                         count -= n;
1836                         index += n;
1837                 }
1838                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1839         }
1840 }
1841
1842 /*
1843  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1844  *
1845  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1846  *      an object.
1847  *
1848  *      This routine must be called at splvm()
1849  */
1850 static void
1851 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1852 {
1853         daddr_t index = 0;
1854
1855         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1856         if (object->type != OBJT_SWAP)
1857                 return;
1858
1859         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1860                 struct swblock **pswap;
1861                 struct swblock *swap;
1862
1863                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1864                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1865                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1866                         int i;
1867
1868                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1869                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1870                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1871                                         --swap->swb_count;
1872                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1873                                 }
1874                         }
1875                         if (swap->swb_count != 0)
1876                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1877                         *pswap = swap->swb_hnext;
1878                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1879                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1880                 }
1881                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1882                 index += SWAP_META_PAGES;
1883                 if (index > 0x20000000)
1884                         panic("swp_pager_meta_free_all: failed to locate all swap meta blocks");
1885         }
1886 }
1887
1888 /*
1889  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1890  *
1891  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1892  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1893  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1894  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1895  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
1896  *      meta-data swapblks.
1897  *
1898  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1899  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1900  *
1901  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
1902  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
1903  *      busy page.
1904  *
1905  *      This routine must be called at splvm().
1906  *
1907  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1908  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1909  */
1910 static daddr_t
1911 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1912 {
1913         struct swblock **pswap;
1914         struct swblock *swap;
1915         daddr_t r1;
1916         int idx;
1917
1918         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1919         /*
1920          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP 
1921          * and even then might not be allocated yet.
1922          */
1923         if (object->type != OBJT_SWAP)
1924                 return (SWAPBLK_NONE);
1925
1926         r1 = SWAPBLK_NONE;
1927         mtx_lock(&swhash_mtx);
1928         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1929
1930         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1931                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1932                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1933
1934                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1935                         if (flags & SWM_FREE) {
1936                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1937                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1938                         }
1939                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1940                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
1941                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1942                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1943                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1944                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1945                                 }
1946                         } 
1947                 }
1948         }
1949         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1950         return (r1);
1951 }
1952
1953 /*
1954  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
1955  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
1956  * if already swapping on this device.
1957  */
1958 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1959 struct swapon_args {
1960         char *name;
1961 };
1962 #endif
1963
1964 /* 
1965  * MPSAFE
1966  */
1967 /* ARGSUSED */
1968 int
1969 swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
1970 {
1971         struct vattr attr;
1972         struct vnode *vp;
1973         struct nameidata nd;
1974         int error;
1975
1976         mtx_lock(&Giant);
1977         error = suser(td);
1978         if (error)
1979                 goto done2;
1980
1981         while (swdev_syscall_active)
1982             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
1983         swdev_syscall_active = 1;
1984
1985         /*
1986          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
1987          * memory of >1GB.
1988          */
1989         if (swap_zone == NULL) {
1990                 error = ENOMEM;
1991                 goto done;
1992         }
1993
1994         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW, UIO_USERSPACE, uap->name, td);
1995         error = namei(&nd);
1996         if (error)
1997                 goto done;
1998
1999         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2000         vp = nd.ni_vp;
2001
2002         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2003                 error = swapongeom(td, vp);
2004         } else if (vp->v_type == VREG &&
2005             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2006             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred, td)) == 0) {
2007                 /*
2008                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2009                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2010                  */
2011                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2012         }
2013
2014         if (error)
2015                 vrele(vp);
2016 done:
2017         swdev_syscall_active = 0;
2018         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2019 done2:
2020         mtx_unlock(&Giant);
2021         return (error);
2022 }
2023
2024 static void
2025 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks, sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev)
2026 {
2027         struct swdevt *sp, *tsp;
2028         swblk_t dvbase;
2029         u_long mblocks;
2030
2031         /*
2032          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2033          * tree bitmap code.
2034          */
2035         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2036         if (nblks > mblocks) {
2037                 printf("WARNING: reducing size to maximum of %lu blocks per swap unit\n",
2038                         mblocks);
2039                 nblks = mblocks;
2040         }
2041         /*
2042          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2043          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2044          * 
2045          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2046          */
2047         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2048         nblks = dbtoc(nblks);
2049
2050         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2051         sp->sw_vp = vp;
2052         sp->sw_id = id;
2053         sp->sw_dev = dev;
2054         sp->sw_flags = 0;
2055         sp->sw_nblks = nblks;
2056         sp->sw_used = 0;
2057         sp->sw_strategy = strategy;
2058         sp->sw_close = close;
2059
2060         sp->sw_blist = blist_create(nblks);
2061         /*
2062          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2063          * any bsd label at the front of the partition
2064          */
2065         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2066
2067         dvbase = 0;
2068         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2069         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2070                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2071                         /*
2072                          * We put one uncovered page between the devices
2073                          * in order to definitively prevent any cross-device
2074                          * I/O requests
2075                          */
2076                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2077                 }
2078         }
2079         sp->sw_first = dvbase;
2080         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2081         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2082         nswapdev++;
2083         swap_pager_avail += nblks;
2084         swp_sizecheck();
2085         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2086 }
2087
2088 /*
2089  * SYSCALL: swapoff(devname)
2090  *
2091  * Disable swapping on the given device.
2092  *
2093  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2094  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2095  * only to make this work.
2096  */
2097 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2098 struct swapoff_args {
2099         char *name;
2100 };
2101 #endif
2102
2103 /*
2104  * MPSAFE
2105  */
2106 /* ARGSUSED */
2107 int
2108 swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2109 {
2110         struct vnode *vp;
2111         struct nameidata nd;
2112         struct swdevt *sp;
2113         int error;
2114
2115         error = suser(td);
2116         if (error)
2117                 return (error);
2118
2119         mtx_lock(&Giant);
2120         while (swdev_syscall_active)
2121             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2122         swdev_syscall_active = 1;
2123
2124         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_USERSPACE, uap->name, td);
2125         error = namei(&nd);
2126         if (error)
2127                 goto done;
2128         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2129         vp = nd.ni_vp;
2130
2131         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2132         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2133                 if (sp->sw_vp == vp)
2134                         break;
2135         }
2136         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2137         if (sp == NULL) {
2138                 error = EINVAL;
2139                 goto done;
2140         }
2141         error = swapoff_one(sp, td);
2142 done:
2143         swdev_syscall_active = 0;
2144         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2145         mtx_unlock(&Giant);
2146         return (error);
2147 }
2148
2149 static int
2150 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct thread *td)
2151 {
2152         u_long nblks, dvbase;
2153 #ifdef MAC
2154         int error;
2155 #endif
2156
2157         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2158 #ifdef MAC
2159         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2160         error = mac_check_system_swapoff(td->td_ucred, sp->sw_vp);
2161         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0, td);
2162         if (error != 0)
2163                 return (error);
2164 #endif
2165         nblks = sp->sw_nblks;
2166
2167         /*
2168          * We can turn off this swap device safely only if the
2169          * available virtual memory in the system will fit the amount
2170          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2171          * the system doesn't become critically low on swap space.
2172          */
2173         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2174             nblks + nswap_lowat) {
2175                 return (ENOMEM);
2176         }
2177
2178         /*
2179          * Prevent further allocations on this device.
2180          */
2181         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2182         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2183         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2184                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2185                      dvbase, dmmax);
2186         }
2187         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2188
2189         /*
2190          * Page in the contents of the device and close it.
2191          */
2192         swap_pager_swapoff(sp);
2193
2194         sp->sw_close(td, sp);
2195         sp->sw_id = NULL;
2196         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2197         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2198         nswapdev--;
2199         if (nswapdev == 0) {
2200                 swap_pager_full = 2;
2201                 swap_pager_almost_full = 1;
2202         }
2203         if (swdevhd == sp)
2204                 swdevhd = NULL;
2205         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2206         blist_destroy(sp->sw_blist);
2207         free(sp, M_VMPGDATA);
2208         return (0);
2209 }
2210
2211 void
2212 swapoff_all(void)
2213 {
2214         struct swdevt *sp, *spt;
2215         const char *devname;
2216         int error;
2217  
2218         mtx_lock(&Giant);
2219         while (swdev_syscall_active)
2220                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2221         swdev_syscall_active = 1;
2222  
2223         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2224         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2225                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2226                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2227                         devname = sp->sw_vp->v_rdev->si_name;
2228                 else
2229                         devname = "[file]";
2230                 error = swapoff_one(sp, &thread0);
2231                 if (error != 0) {
2232                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2233                             "skipping.\n", devname, error);
2234                 } else if (bootverbose) {
2235                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2236                 }
2237                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2238         }
2239         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2240  
2241         swdev_syscall_active = 0;
2242         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2243         mtx_unlock(&Giant);
2244 }
2245
2246 void
2247 swap_pager_status(int *total, int *used)
2248 {
2249         struct swdevt *sp;
2250
2251         *total = 0;
2252         *used = 0;
2253         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2254         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2255                 *total += sp->sw_nblks;
2256                 *used += sp->sw_used;
2257         }
2258         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2259 }
2260
2261 static int
2262 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2263 {
2264         int     *name = (int *)arg1;
2265         int     error, n;
2266         struct xswdev xs;
2267         struct swdevt *sp;
2268
2269         if (arg2 != 1) /* name length */
2270                 return (EINVAL);
2271
2272         n = 0;
2273         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2274         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2275                 if (n == *name) {
2276                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2277                         xs.xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2278                         xs.xsw_dev = sp->sw_dev;
2279                         xs.xsw_flags = sp->sw_flags;
2280                         xs.xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2281                         xs.xsw_used = sp->sw_used;
2282
2283                         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2284                         return (error);
2285                 }
2286                 n++;
2287         }
2288         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2289         return (ENOENT);
2290 }
2291
2292 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2293     "Number of swap devices");
2294 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2295     "Swap statistics by device");
2296
2297 /*
2298  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap useage in pages for a
2299  *                        vmspace.
2300  *
2301  *      The map must be locked.
2302  *
2303  *      Swap useage is determined by taking the proportional swap used by
2304  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2305  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2306  *      count for at least 1 swap page.
2307  */
2308 int
2309 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2310 {
2311         vm_map_t map = &vmspace->vm_map;
2312         vm_map_entry_t cur;
2313         int count = 0;
2314
2315         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2316                 vm_object_t object;
2317
2318                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2319                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2320                         VM_OBJECT_LOCK(object);
2321                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2322                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2323                                 int n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2324
2325                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2326                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2327                         }
2328                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2329                 }
2330         }
2331         return (count);
2332 }
2333
2334 /*
2335  * GEOM backend
2336  *
2337  * Swapping onto disk devices.
2338  *
2339  */
2340
2341 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2342
2343 static struct g_class g_swap_class = {
2344         .name = "SWAP",
2345         .version = G_VERSION,
2346         .orphan = swapgeom_orphan,
2347 };
2348
2349 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2350
2351
2352 static void
2353 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2354 {
2355         struct buf *bp;
2356
2357         bp = bp2->bio_caller2;
2358         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2359         if (bp2->bio_error)
2360                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2361         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2362         bp->b_error = bp2->bio_error;
2363         bufdone(bp);
2364         g_destroy_bio(bp2);
2365 }
2366
2367 static void
2368 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2369 {
2370         struct bio *bio;
2371         struct g_consumer *cp;
2372
2373         cp = sp->sw_id;
2374         if (cp == NULL) {
2375                 bp->b_error = ENXIO;
2376                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2377                 bufdone(bp);
2378                 return;
2379         }
2380         bio = g_alloc_bio();
2381 #if 0
2382         /*
2383          * XXX: We shouldn't really sleep here when we run out of buffers
2384          * XXX: but the alternative is worse right now.
2385          */
2386         if (bio == NULL) {
2387                 bp->b_error = ENOMEM;
2388                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2389                 bufdone(bp);
2390                 return;
2391         }
2392 #endif
2393         bio->bio_caller2 = bp;
2394         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2395         bio->bio_data = bp->b_data;
2396         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2397         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2398         bio->bio_done = swapgeom_done;
2399         g_io_request(bio, cp);
2400         return;
2401 }
2402
2403 static void
2404 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2405 {
2406         struct swdevt *sp;
2407
2408         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2409         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list)
2410                 if (sp->sw_id == cp)
2411                         sp->sw_id = NULL;
2412         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2413 }
2414
2415 static void
2416 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2417 {
2418         struct g_consumer *cp;
2419
2420         cp = arg;
2421         g_access(cp, -1, -1, 0);
2422         g_detach(cp);
2423         g_destroy_consumer(cp);
2424 }
2425
2426 static void
2427 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2428 {
2429
2430         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2431         g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, sw->sw_id, M_WAITOK, NULL);
2432 }
2433
2434
2435 struct swh0h0 {
2436         struct cdev *dev;
2437         struct vnode *vp;
2438         int     error;
2439 };
2440
2441 static void
2442 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2443 {
2444         struct swh0h0 *swh;
2445         struct g_provider *pp;
2446         struct g_consumer *cp;
2447         static struct g_geom *gp;
2448         struct swdevt *sp;
2449         u_long nblks;
2450         int error;
2451
2452         swh = arg;
2453         swh->error = 0;
2454         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2455         if (pp == NULL) {
2456                 swh->error = ENODEV;
2457                 return;
2458         }
2459         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2460         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2461                 cp = sp->sw_id;
2462                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2463                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2464                         swh->error = EBUSY;
2465                         return;
2466                 }
2467         }
2468         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2469         if (gp == NULL)
2470                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap", NULL);
2471         cp = g_new_consumer(gp);
2472         g_attach(cp, pp);
2473         /*
2474          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2475          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2476          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2477          * set an exclusive count :-(
2478          */
2479         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2480         if (error) {
2481                 g_detach(cp);
2482                 g_destroy_consumer(cp);
2483                 swh->error = error;
2484                 return;
2485         }
2486         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2487         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2488             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev));
2489         swh->error = 0;
2490         return;
2491 }
2492
2493 static int
2494 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2495 {
2496         int error;
2497         struct swh0h0 swh;
2498
2499         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2500
2501         swh.dev = vp->v_rdev;
2502         swh.vp = vp;
2503         swh.error = 0;
2504         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2505         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2506         if (!error)
2507                 error = swh.error;
2508         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2509         return (error);
2510 }
2511
2512 /*
2513  * VNODE backend
2514  *
2515  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2516  * with NFS) swapfiles.
2517  *
2518  */
2519
2520 static void
2521 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2522 {
2523         struct vnode *vp2;
2524
2525         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2526
2527         vp2 = sp->sw_id;
2528         vhold(vp2);
2529         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2530                 if (bp->b_bufobj)
2531                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2532                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2533         }
2534         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2535                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2536         bp->b_vp = vp2;
2537         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2538         bstrategy(bp);
2539         return;
2540 }
2541
2542 static void
2543 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2544 {
2545
2546         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2547         vrele(sp->sw_vp);
2548 }
2549
2550
2551 static int
2552 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2553 {
2554         struct swdevt *sp;
2555         int error;
2556
2557         if (nblks == 0)
2558                 return (ENXIO);
2559         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2560         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2561                 if (sp->sw_id == vp) {
2562                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2563                         return (EBUSY);
2564                 }
2565         }
2566         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2567     
2568         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2569 #ifdef MAC
2570         error = mac_check_system_swapon(td->td_ucred, vp);
2571         if (error == 0)
2572 #endif
2573                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, -1);
2574         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2575         if (error)
2576                 return (error);
2577
2578         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2579             NODEV);
2580         return (0);
2581 }