]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Fix argument type and microoptimize swp_pager_meta_free().
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_swap.h"
73 #include "opt_vm.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/conf.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/bio.h>
82 #include <sys/buf.h>
83 #include <sys/disk.h>
84 #include <sys/fcntl.h>
85 #include <sys/mount.h>
86 #include <sys/namei.h>
87 #include <sys/vnode.h>
88 #include <sys/malloc.h>
89 #include <sys/racct.h>
90 #include <sys/resource.h>
91 #include <sys/resourcevar.h>
92 #include <sys/rwlock.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/sysproto.h>
95 #include <sys/blist.h>
96 #include <sys/lock.h>
97 #include <sys/sx.h>
98 #include <sys/vmmeter.h>
99
100 #include <security/mac/mac_framework.h>
101
102 #include <vm/vm.h>
103 #include <vm/pmap.h>
104 #include <vm/vm_map.h>
105 #include <vm/vm_kern.h>
106 #include <vm/vm_object.h>
107 #include <vm/vm_page.h>
108 #include <vm/vm_pager.h>
109 #include <vm/vm_pageout.h>
110 #include <vm/vm_param.h>
111 #include <vm/swap_pager.h>
112 #include <vm/vm_extern.h>
113 #include <vm/uma.h>
114
115 #include <geom/geom.h>
116
117 /*
118  * SWB_NPAGES must be a power of 2.  It may be set to 1, 2, 4, 8, 16
119  * or 32 pages per allocation.
120  * The 32-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
121  */
122 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
123 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
124 #endif
125
126 #if !defined(SWB_NPAGES)
127 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
128 #endif
129
130 /*
131  * The swblock structure maps an object and a small, fixed-size range
132  * of page indices to disk addresses within a swap area.
133  * The collection of these mappings is implemented as a hash table.
134  * Unused disk addresses within a swap area are allocated and managed
135  * using a blist.
136  */
137 #define SWCORRECT(n) (sizeof(void *) * (n) / sizeof(daddr_t))
138 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
139 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
140
141 struct swblock {
142         struct swblock  *swb_hnext;
143         vm_object_t     swb_object;
144         vm_pindex_t     swb_index;
145         int             swb_count;
146         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
147 };
148
149 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
150 static struct mtx sw_dev_mtx;
151 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
152 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
153 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
154 int swap_pager_avail;
155 static struct sx swdev_syscall_lock;    /* serialize swap(on|off) */
156
157 static vm_ooffset_t swap_total;
158 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
159     "Total amount of available swap storage.");
160 static vm_ooffset_t swap_reserved;
161 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
162     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
163 static int overcommit = 0;
164 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
165     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
166     "for details.");
167 static unsigned long swzone;
168 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
169     "Actual size of swap metadata zone");
170 static unsigned long swap_maxpages;
171 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
172     "Maximum amount of swap supported");
173
174 /* bits from overcommit */
175 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
176 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
177 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
178
179 int
180 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
181 {
182
183         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
184 }
185
186 int
187 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
188 {
189         vm_ooffset_t r, s;
190         int res, error;
191         static int curfail;
192         static struct timeval lastfail;
193         struct uidinfo *uip;
194
195         uip = cred->cr_ruidinfo;
196
197         if (incr & PAGE_MASK)
198                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
199
200 #ifdef RACCT
201         if (racct_enable) {
202                 PROC_LOCK(curproc);
203                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
204                 PROC_UNLOCK(curproc);
205                 if (error != 0)
206                         return (0);
207         }
208 #endif
209
210         res = 0;
211         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
212         r = swap_reserved + incr;
213         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
214                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
215                 s *= PAGE_SIZE;
216         } else
217                 s = 0;
218         s += swap_total;
219         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
220             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
221                 res = 1;
222                 swap_reserved = r;
223         }
224         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
225
226         if (res) {
227                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
228                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
229                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
230                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
231                         res = 0;
232                 else
233                         uip->ui_vmsize += incr;
234                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
235                 if (!res) {
236                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
237                         swap_reserved -= incr;
238                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
239                 }
240         }
241         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
242                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
243                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
244         }
245
246 #ifdef RACCT
247         if (!res) {
248                 PROC_LOCK(curproc);
249                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
250                 PROC_UNLOCK(curproc);
251         }
252 #endif
253
254         return (res);
255 }
256
257 void
258 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
259 {
260         struct uidinfo *uip;
261
262         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
263         swap_reserved += incr;
264         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
265
266 #ifdef RACCT
267         PROC_LOCK(curproc);
268         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
269         PROC_UNLOCK(curproc);
270 #endif
271
272         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
273         PROC_LOCK(curproc);
274         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
275         uip->ui_vmsize += incr;
276         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
277         PROC_UNLOCK(curproc);
278 }
279
280 void
281 swap_release(vm_ooffset_t decr)
282 {
283         struct ucred *cred;
284
285         PROC_LOCK(curproc);
286         cred = curthread->td_ucred;
287         swap_release_by_cred(decr, cred);
288         PROC_UNLOCK(curproc);
289 }
290
291 void
292 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
293 {
294         struct uidinfo *uip;
295
296         uip = cred->cr_ruidinfo;
297
298         if (decr & PAGE_MASK)
299                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
300
301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
302         if (swap_reserved < decr)
303                 panic("swap_reserved < decr");
304         swap_reserved -= decr;
305         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
306
307         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
308         if (uip->ui_vmsize < decr)
309                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
310         uip->ui_vmsize -= decr;
311         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
312
313         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
314 }
315
316 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
317 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
318
319 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
320 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
321 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
322 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
323 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
324 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
325 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
326
327 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
328 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW |
329     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I",
330     "Maximum running async swap ops");
331
332 static struct swblock **swhash;
333 static int swhash_mask;
334 static struct mtx swhash_mtx;
335
336 static struct sx sw_alloc_sx;
337
338 /*
339  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
340  * of searching a named list by hashing it just a little.
341  */
342
343 #define NOBJLISTS               8
344
345 #define NOBJLIST(handle)        \
346         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
347
348 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
349 static uma_zone_t       swap_zone;
350
351 /*
352  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
353  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
354  * (see vm/swap_pager.h).
355  */
356 static vm_object_t
357                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
358                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
359 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
360 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
361     int *);
362 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
363     int *, pgo_getpages_iodone_t, void *);
364 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
365 static boolean_t
366                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
367 static void     swap_pager_init(void);
368 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
369 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
370
371 struct pagerops swappagerops = {
372         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
373         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
374         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
375         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
376         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
377         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
378         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
379         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
380 };
381
382 /*
383  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
384  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
385  *
386  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
387  * internal.
388  */
389 static int dmmax;
390 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
391 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
392
393 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &dmmax, 0,
394     "Maximum size of a swap block");
395
396 static void     swp_sizecheck(void);
397 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
398 static int      swapongeom(struct vnode *);
399 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
400 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
401
402 /*
403  * Swap bitmap functions
404  */
405 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
406 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
407
408 /*
409  * Metadata functions
410  */
411 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
412 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
413 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
414 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
415 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
416
417 /*
418  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
419  *
420  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
421  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
422  *
423  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
424  *
425  *      No restrictions on call
426  *      This routine may not block.
427  */
428 static void
429 swp_sizecheck(void)
430 {
431
432         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
433                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
434                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
435                         swap_pager_almost_full = 1;
436                 }
437         } else {
438                 swap_pager_full = 0;
439                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
440                         swap_pager_almost_full = 0;
441         }
442 }
443
444 /*
445  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
446  *
447  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
448  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
449  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
450  *      find a swapblk.
451  */
452 static struct swblock **
453 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
454 {
455         struct swblock **pswap;
456         struct swblock *swap;
457
458         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
459         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
460         while ((swap = *pswap) != NULL) {
461                 if (swap->swb_object == object &&
462                     swap->swb_index == index
463                 ) {
464                         break;
465                 }
466                 pswap = &swap->swb_hnext;
467         }
468         return (pswap);
469 }
470
471 /*
472  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
473  *
474  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
475  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
476  *      system has yet to be initialized at this point.
477  */
478 static void
479 swap_pager_init(void)
480 {
481         /*
482          * Initialize object lists
483          */
484         int i;
485
486         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
487                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
488         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
489         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
490         sx_init(&swdev_syscall_lock, "swsysc");
491
492         /*
493          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
494          */
495         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
496 }
497
498 /*
499  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
500  *
501  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
502  *      its main loop.
503  */
504 void
505 swap_pager_swap_init(void)
506 {
507         unsigned long n, n2;
508
509         /*
510          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
511          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
512          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
513          * but it isn't very efficient).
514          *
515          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
516          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
517          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
518          * constrained by the swap device interleave stripe size.
519          *
520          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
521          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
522          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
523          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
524          * a higher value would probably generate only a limited improvement
525          * with three or four active swap devices since the system does not
526          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
527          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
528          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
529          * So it all works out pretty well.
530          */
531         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
532
533         mtx_lock(&pbuf_mtx);
534         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
535         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
536         nsw_wcount_async = 4;
537         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
538         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
539
540         /*
541          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
542          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
543          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
544          * is typically limited to around 32MB by default.
545          */
546         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
547         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
548                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
549         n2 = n;
550         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
551             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
552         if (swap_zone == NULL)
553                 panic("failed to create swap_zone.");
554         do {
555                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
556                         break;
557                 /*
558                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
559                  * size of the previous attempt.
560                  */
561                 n -= ((n + 2) / 3);
562         } while (n > 0);
563         if (n2 != n)
564                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
565         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
566         swzone = n * sizeof(struct swblock);
567         n2 = n;
568
569         /*
570          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
571          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
572          * oversized hash table.
573          *
574          *      n:              size of hash table, must be power of 2
575          *      swhash_mask:    hash table index mask
576          */
577         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
578                 ;
579         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
580         swhash_mask = n - 1;
581         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
582 }
583
584 static vm_object_t
585 swap_pager_alloc_init(void *handle, struct ucred *cred, vm_ooffset_t size,
586     vm_ooffset_t offset)
587 {
588         vm_object_t object;
589
590         if (cred != NULL) {
591                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
592                         return (NULL);
593                 crhold(cred);
594         }
595         object = vm_object_allocate(OBJT_SWAP, OFF_TO_IDX(offset +
596             PAGE_MASK + size));
597         object->handle = handle;
598         if (cred != NULL) {
599                 object->cred = cred;
600                 object->charge = size;
601         }
602         object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
603         return (object);
604 }
605
606 /*
607  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
608  *                      its metadata structures.
609  *
610  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
611  *      OBJT_SWAP object.
612  *
613  *      This routine must ensure that no live duplicate is created for
614  *      the named object request, which is protected against by
615  *      holding the sw_alloc_sx lock in case handle != NULL.
616  */
617 static vm_object_t
618 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
619     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
620 {
621         vm_object_t object;
622
623         if (handle != NULL) {
624                 /*
625                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
626                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
627                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
628                  * of the handle.
629                  */
630                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
631                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
632                 if (object == NULL) {
633                         object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size,
634                             offset);
635                         if (object != NULL) {
636                                 TAILQ_INSERT_TAIL(NOBJLIST(object->handle),
637                                     object, pager_object_list);
638                         }
639                 }
640                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
641         } else {
642                 object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size, offset);
643         }
644         return (object);
645 }
646
647 /*
648  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
649  *
650  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
651  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
652  *      routine is typically called only when the entire object is
653  *      about to be destroyed.
654  *
655  *      The object must be locked.
656  */
657 static void
658 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
659 {
660
661         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
662         KASSERT((object->flags & OBJ_DEAD) != 0, ("dealloc of reachable obj"));
663
664         /*
665          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
666          * pageout completion.
667          */
668         if (object->handle != NULL) {
669                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
670                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
671                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object,
672                     pager_object_list);
673                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
674                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
675         }
676
677         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
678
679         /*
680          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
681          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
682          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
683          * if paging is still in progress on some objects.
684          */
685         swp_pager_meta_free_all(object);
686         object->handle = NULL;
687         object->type = OBJT_DEAD;
688 }
689
690 /************************************************************************
691  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
692  ************************************************************************/
693
694 /*
695  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
696  *
697  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
698  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
699  *      if the allocation failed.
700  *
701  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
702  *      when they configured swap and didn't configure enough.
703  *
704  *      This routine may not sleep.
705  *
706  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
707  */
708 static daddr_t
709 swp_pager_getswapspace(int npages)
710 {
711         daddr_t blk;
712         struct swdevt *sp;
713         int i;
714
715         blk = SWAPBLK_NONE;
716         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
717         sp = swdevhd;
718         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
719                 if (sp == NULL)
720                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
721                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
722                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
723                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
724                                 blk += sp->sw_first;
725                                 sp->sw_used += npages;
726                                 swap_pager_avail -= npages;
727                                 swp_sizecheck();
728                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
729                                 goto done;
730                         }
731                 }
732                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
733         }
734         if (swap_pager_full != 2) {
735                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
736                 swap_pager_full = 2;
737                 swap_pager_almost_full = 1;
738         }
739         swdevhd = NULL;
740 done:
741         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
742         return (blk);
743 }
744
745 static int
746 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
747 {
748
749         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
750 }
751
752 static void
753 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
754 {
755         struct swdevt *sp;
756
757         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
758         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
759                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
760                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
761                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
762                             unmapped_buf_allowed) {
763                                 bp->b_data = unmapped_buf;
764                                 bp->b_offset = 0;
765                         } else {
766                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
767                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
768                         }
769                         sp->sw_strategy(bp, sp);
770                         return;
771                 }
772         }
773         panic("Swapdev not found");
774 }
775
776
777 /*
778  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
779  *
780  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
781  *
782  *      This routine may not sleep.
783  */
784 static void
785 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
786 {
787         struct swdevt *sp;
788
789         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
790         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
791                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
792                         sp->sw_used -= npages;
793                         /*
794                          * If we are attempting to stop swapping on
795                          * this device, we don't want to mark any
796                          * blocks free lest they be reused.
797                          */
798                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
799                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
800                                     npages);
801                                 swap_pager_avail += npages;
802                                 swp_sizecheck();
803                         }
804                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
805                         return;
806                 }
807         }
808         panic("Swapdev not found");
809 }
810
811 /*
812  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
813  *                              range within an object.
814  *
815  *      This is a globally accessible routine.
816  *
817  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
818  *
819  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
820  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
821  *      we should be ok.
822  *
823  *      The object must be locked.
824  */
825 void
826 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
827 {
828
829         swp_pager_meta_free(object, start, size);
830 }
831
832 /*
833  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
834  *
835  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
836  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
837  *
838  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
839  */
840 int
841 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
842 {
843         int n = 0;
844         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
845         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
846
847         VM_OBJECT_WLOCK(object);
848         while (size) {
849                 if (n == 0) {
850                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
851                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
852                                 n >>= 1;
853                                 if (n == 0) {
854                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
855                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
856                                         return (-1);
857                                 }
858                         }
859                 }
860                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
861                 --size;
862                 ++start;
863                 ++blk;
864                 --n;
865         }
866         swp_pager_meta_free(object, start, n);
867         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
868         return (0);
869 }
870
871 /*
872  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
873  *                      and destroy the source.
874  *
875  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
876  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
877  *      we keep the destination's.
878  *
879  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
880  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
881  *      progress on the source.
882  *
883  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
884  *
885  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
886  *
887  *      The source and destination objects must be locked.
888  *      Both object locks may temporarily be released.
889  */
890 void
891 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
892     vm_pindex_t offset, int destroysource)
893 {
894         vm_pindex_t i;
895
896         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
897         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
898
899         /*
900          * If destroysource is set, we remove the source object from the
901          * swap_pager internal queue now.
902          */
903         if (destroysource && srcobject->handle != NULL) {
904                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
905                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
906                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
907                 VM_OBJECT_WUNLOCK(dstobject);
908                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
909                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(srcobject->handle), srcobject,
910                     pager_object_list);
911                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
912                 VM_OBJECT_WLOCK(dstobject);
913                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
914                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
915                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
916         }
917
918         /*
919          * transfer source to destination.
920          */
921         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
922                 daddr_t dstaddr;
923
924                 /*
925                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
926                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
927                  * if the destination is a resident page, in which case the
928                  * source is thrown away.
929                  */
930                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
931
932                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
933                         /*
934                          * Destination has no swapblk and is not resident,
935                          * copy source.
936                          */
937                         daddr_t srcaddr;
938
939                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
940                             srcobject,
941                             i + offset,
942                             SWM_POP
943                         );
944
945                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
946                                 /*
947                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
948                                  */
949                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
950                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
951                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
952                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
953                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
954                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
955                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
956                         }
957                 } else {
958                         /*
959                          * Destination has valid swapblk or it is represented
960                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
961                          */
962
963                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
964                 }
965         }
966
967         /*
968          * Free left over swap blocks in source.
969          *
970          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidentally
971          * double-remove the object from the swap queues.
972          */
973         if (destroysource) {
974                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
975                 /*
976                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
977                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
978                  * for consistency since we've removed the object from its
979                  * queues.
980                  */
981                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
982         }
983 }
984
985 /*
986  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
987  *                              the requested page.
988  *
989  *      We determine whether good backing store exists for the requested
990  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
991  *
992  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
993  *      store exists before and after the requested page.
994  */
995 static boolean_t
996 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
997     int *after)
998 {
999         daddr_t blk, blk0;
1000         int i;
1001
1002         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1003
1004         /*
1005          * do we have good backing store at the requested index ?
1006          */
1007         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1008         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1009                 if (before)
1010                         *before = 0;
1011                 if (after)
1012                         *after = 0;
1013                 return (FALSE);
1014         }
1015
1016         /*
1017          * find backwards-looking contiguous good backing store
1018          */
1019         if (before != NULL) {
1020                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1021                         if (i > pindex)
1022                                 break;
1023                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1024                         if (blk != blk0 - i)
1025                                 break;
1026                 }
1027                 *before = i - 1;
1028         }
1029
1030         /*
1031          * find forward-looking contiguous good backing store
1032          */
1033         if (after != NULL) {
1034                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1035                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1036                         if (blk != blk0 + i)
1037                                 break;
1038                 }
1039                 *after = i - 1;
1040         }
1041         return (TRUE);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1046  *
1047  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1048  *      not, from the page.
1049  *
1050  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1051  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1052  *      calls us in a special-case situation
1053  *
1054  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1055  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1056  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1057  *      depends on it.
1058  *
1059  *      This routine may not sleep.
1060  *
1061  *      The object containing the page must be locked.
1062  */
1063 static void
1064 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1065 {
1066
1067         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1068 }
1069
1070 /*
1071  * swap_pager_getpages() - bring pages in from swap
1072  *
1073  *      Attempt to page in the pages in array "m" of length "count".  The caller
1074  *      may optionally specify that additional pages preceding and succeeding
1075  *      the specified range be paged in.  The number of such pages is returned
1076  *      in the "rbehind" and "rahead" parameters, and they will be in the
1077  *      inactive queue upon return.
1078  *
1079  *      The pages in "m" must be busied and will remain busied upon return.
1080  */
1081 static int
1082 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int *rbehind,
1083     int *rahead)
1084 {
1085         struct buf *bp;
1086         vm_page_t mpred, msucc, p;
1087         vm_pindex_t pindex;
1088         daddr_t blk;
1089         int i, j, maxahead, maxbehind, reqcount, shift;
1090
1091         reqcount = count;
1092
1093         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1094         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1095         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1096
1097         if (!swap_pager_haspage(object, m[0]->pindex, &maxbehind, &maxahead)) {
1098                 relpbuf(bp, &nsw_rcount);
1099                 return (VM_PAGER_FAIL);
1100         }
1101
1102         /*
1103          * Clip the readahead and readbehind ranges to exclude resident pages.
1104          */
1105         if (rahead != NULL) {
1106                 KASSERT(reqcount - 1 <= maxahead,
1107                     ("page count %d extends beyond swap block", reqcount));
1108                 *rahead = imin(*rahead, maxahead - (reqcount - 1));
1109                 pindex = m[reqcount - 1]->pindex;
1110                 msucc = TAILQ_NEXT(m[reqcount - 1], listq);
1111                 if (msucc != NULL && msucc->pindex - pindex - 1 < *rahead)
1112                         *rahead = msucc->pindex - pindex - 1;
1113         }
1114         if (rbehind != NULL) {
1115                 *rbehind = imin(*rbehind, maxbehind);
1116                 pindex = m[0]->pindex;
1117                 mpred = TAILQ_PREV(m[0], pglist, listq);
1118                 if (mpred != NULL && pindex - mpred->pindex - 1 < *rbehind)
1119                         *rbehind = pindex - mpred->pindex - 1;
1120         }
1121
1122         /*
1123          * Allocate readahead and readbehind pages.
1124          */
1125         shift = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1126         if (shift != 0) {
1127                 for (i = 1; i <= shift; i++) {
1128                         p = vm_page_alloc(object, m[0]->pindex - i,
1129                             VM_ALLOC_NORMAL);
1130                         if (p == NULL) {
1131                                 /* Shift allocated pages to the left. */
1132                                 for (j = 0; j < i - 1; j++)
1133                                         bp->b_pages[j] =
1134                                             bp->b_pages[j + shift - i + 1];
1135                                 break;
1136                         }
1137                         bp->b_pages[shift - i] = p;
1138                 }
1139                 shift = i - 1;
1140                 *rbehind = shift;
1141         }
1142         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1143                 bp->b_pages[i + shift] = m[i];
1144         if (rahead != NULL) {
1145                 for (i = 0; i < *rahead; i++) {
1146                         p = vm_page_alloc(object,
1147                             m[reqcount - 1]->pindex + i + 1, VM_ALLOC_NORMAL);
1148                         if (p == NULL)
1149                                 break;
1150                         bp->b_pages[shift + reqcount + i] = p;
1151                 }
1152                 *rahead = i;
1153         }
1154         if (rbehind != NULL)
1155                 count += *rbehind;
1156         if (rahead != NULL)
1157                 count += *rahead;
1158
1159         vm_object_pip_add(object, count);
1160
1161         for (i = 0; i < count; i++)
1162                 bp->b_pages[i]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1163
1164         pindex = bp->b_pages[0]->pindex;
1165         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1166         KASSERT(blk != SWAPBLK_NONE,
1167             ("no swap blocking containing %p(%jx)", object, (uintmax_t)pindex));
1168
1169         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1170
1171         bp->b_flags |= B_PAGING;
1172         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1173         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1174         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1175         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1176         bp->b_blkno = blk;
1177         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * count;
1178         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * count;
1179         bp->b_npages = count;
1180         bp->b_pgbefore = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1181         bp->b_pgafter = rahead != NULL ? *rahead : 0;
1182
1183         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1184         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, count);
1185
1186         /*
1187          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1188          * this point because we automatically release it on completion.
1189          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1190          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1191          *
1192          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1193          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1194          *
1195          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1196          */
1197         BUF_KERNPROC(bp);
1198         swp_pager_strategy(bp);
1199
1200         /*
1201          * Wait for the pages we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1202          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1203          * is set in the metadata for each page in the request.
1204          */
1205         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1206         while ((m[0]->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1207                 m[0]->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1208                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1209                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1210                     "swread", hz * 20)) {
1211                         printf(
1212 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1213                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1214                 }
1215         }
1216
1217         /*
1218          * If we had an unrecoverable read error pages will not be valid.
1219          */
1220         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1221                 if (m[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1222                         return (VM_PAGER_ERROR);
1223
1224         return (VM_PAGER_OK);
1225
1226         /*
1227          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1228          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1229          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1230          * to all-zero's later.
1231          */
1232 }
1233
1234 /*
1235  *      swap_pager_getpages_async():
1236  *
1237  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1238  *      swap_pager_getpages().
1239  */
1240 static int
1241 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1242     int *rbehind, int *rahead, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1243 {
1244         int r, error;
1245
1246         r = swap_pager_getpages(object, m, count, rbehind, rahead);
1247         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1248         switch (r) {
1249         case VM_PAGER_OK:
1250                 error = 0;
1251                 break;
1252         case VM_PAGER_ERROR:
1253                 error = EIO;
1254                 break;
1255         case VM_PAGER_FAIL:
1256                 error = EINVAL;
1257                 break;
1258         default:
1259                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1260         }
1261         (iodone)(arg, m, count, error);
1262         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1263
1264         return (r);
1265 }
1266
1267 /*
1268  *      swap_pager_putpages:
1269  *
1270  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1271  *
1272  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1273  *      are automatically converted to SWAP objects.
1274  *
1275  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1276  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1277  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1278  *      which needs work.
1279  *
1280  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1281  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1282  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1283  *      completion.
1284  *
1285  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1286  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1287  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1288  */
1289 static void
1290 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1291     int flags, int *rtvals)
1292 {
1293         int i, n;
1294         boolean_t sync;
1295
1296         if (count && m[0]->object != object) {
1297                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1298                     object,
1299                     m[0]->object
1300                 );
1301         }
1302
1303         /*
1304          * Step 1
1305          *
1306          * Turn object into OBJT_SWAP
1307          * check for bogus sysops
1308          * force sync if not pageout process
1309          */
1310         if (object->type != OBJT_SWAP)
1311                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1312         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1313
1314         n = 0;
1315         if (curproc != pageproc)
1316                 sync = TRUE;
1317         else
1318                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1319
1320         /*
1321          * Step 2
1322          *
1323          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1324          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1325          * successfully.
1326          */
1327         for (i = 0; i < count; i += n) {
1328                 int j;
1329                 struct buf *bp;
1330                 daddr_t blk;
1331
1332                 /*
1333                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1334                  */
1335                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1336                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1337
1338                 /*
1339                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1340                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1341                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1342                  * fragment swap.
1343                  */
1344                 while (
1345                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1346                     n > 4
1347                 ) {
1348                         n >>= 1;
1349                 }
1350                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1351                         for (j = 0; j < n; ++j)
1352                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1353                         continue;
1354                 }
1355
1356                 /*
1357                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1358                  * request and assign the swap space.
1359                  */
1360                 if (sync == TRUE) {
1361                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1362                 } else {
1363                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1364                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1365                 }
1366                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1367                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1368
1369                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1370                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1371                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1372                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1373                 bp->b_blkno = blk;
1374
1375                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1376                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1377                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1378
1379                         swp_pager_meta_build(
1380                             mreq->object,
1381                             mreq->pindex,
1382                             blk + j
1383                         );
1384                         vm_page_dirty(mreq);
1385                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1386                         bp->b_pages[j] = mreq;
1387                 }
1388                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1389                 bp->b_npages = n;
1390                 /*
1391                  * Must set dirty range for NFS to work.
1392                  */
1393                 bp->b_dirtyoff = 0;
1394                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1395
1396                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1397                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1398
1399                 /*
1400                  * We unconditionally set rtvals[] to VM_PAGER_PEND so that we
1401                  * can call the async completion routine at the end of a
1402                  * synchronous I/O operation.  Otherwise, our caller would
1403                  * perform duplicate unbusy and wakeup operations on the page
1404                  * and object, respectively.
1405                  */
1406                 for (j = 0; j < n; j++)
1407                         rtvals[i + j] = VM_PAGER_PEND;
1408
1409                 /*
1410                  * asynchronous
1411                  *
1412                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1413                  */
1414                 if (sync == FALSE) {
1415                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1416                         BUF_KERNPROC(bp);
1417                         swp_pager_strategy(bp);
1418                         continue;
1419                 }
1420
1421                 /*
1422                  * synchronous
1423                  *
1424                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1425                  */
1426                 bp->b_iodone = bdone;
1427                 swp_pager_strategy(bp);
1428
1429                 /*
1430                  * Wait for the sync I/O to complete.
1431                  */
1432                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1433
1434                 /*
1435                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1436                  * normal async completion, which frees everything up.
1437                  */
1438                 swp_pager_async_iodone(bp);
1439         }
1440         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1441 }
1442
1443 /*
1444  *      swp_pager_async_iodone:
1445  *
1446  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1447  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1448  *
1449  *      This routine may not sleep.
1450  */
1451 static void
1452 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1453 {
1454         int i;
1455         vm_object_t object = NULL;
1456
1457         /*
1458          * report error
1459          */
1460         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1461                 printf(
1462                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1463                         "size %ld, error %d\n",
1464                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1465                     (long)bp->b_blkno,
1466                     (long)bp->b_bcount,
1467                     bp->b_error
1468                 );
1469         }
1470
1471         /*
1472          * remove the mapping for kernel virtual
1473          */
1474         if (buf_mapped(bp))
1475                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1476         else
1477                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1478
1479         if (bp->b_npages) {
1480                 object = bp->b_pages[0]->object;
1481                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1482         }
1483
1484         /*
1485          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1486          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1487          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1488          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1489          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1490          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1491          */
1492         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1493                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1494
1495                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1496                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1497                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1498                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1499                 }
1500
1501                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1502                         /*
1503                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1504                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1505                          * can never be used again.  But I can't from an
1506                          * interrupt.
1507                          */
1508                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1509                                 /*
1510                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1511                                  * be overridden by the original caller of
1512                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1513                                  */
1514                                 m->valid = 0;
1515                         } else {
1516                                 /*
1517                                  * If a write error occurs, reactivate page
1518                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1519                                  * then finish the I/O.
1520                                  */
1521                                 vm_page_dirty(m);
1522                                 vm_page_lock(m);
1523                                 vm_page_activate(m);
1524                                 vm_page_unlock(m);
1525                                 vm_page_sunbusy(m);
1526                         }
1527                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1528                         /*
1529                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1530                          * overridden by the original caller of getpages so
1531                          * we cannot set them in order to free the underlying
1532                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1533                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1534                          * that existed in the old swapper for a time before
1535                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1536                          */
1537                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1538                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1539                         KASSERT(m->dirty == 0,
1540                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1541
1542                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1543                         if (i < bp->b_pgbefore ||
1544                             i >= bp->b_npages - bp->b_pgafter)
1545                                 vm_page_readahead_finish(m);
1546                 } else {
1547                         /*
1548                          * For write success, clear the dirty
1549                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1550                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1551                          * A page is only written to swap after a period of
1552                          * inactivity.  Therefore, we do not expect it to be
1553                          * reused.
1554                          */
1555                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1556                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1557                             " protected", m));
1558                         vm_page_undirty(m);
1559                         vm_page_lock(m);
1560                         vm_page_deactivate_noreuse(m);
1561                         vm_page_unlock(m);
1562                         vm_page_sunbusy(m);
1563                 }
1564         }
1565
1566         /*
1567          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1568          * pip refs on the object.
1569          */
1570         if (object != NULL) {
1571                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1572                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1573         }
1574
1575         /*
1576          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1577          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1578          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1579          */
1580         if (bp->b_vp) {
1581                     bp->b_vp = NULL;
1582                     bp->b_bufobj = NULL;
1583         }
1584         /*
1585          * release the physical I/O buffer
1586          */
1587         relpbuf(
1588             bp,
1589             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1590                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1591                     &nsw_wcount_async :
1592                     &nsw_wcount_sync
1593                 )
1594             )
1595         );
1596 }
1597
1598 /*
1599  *      swap_pager_isswapped:
1600  *
1601  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1602  *      out to the given swap device.
1603  *
1604  *      This routine may not sleep.
1605  */
1606 int
1607 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1608 {
1609         daddr_t index = 0;
1610         int bcount;
1611         int i;
1612
1613         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1614         if (object->type != OBJT_SWAP)
1615                 return (0);
1616
1617         mtx_lock(&swhash_mtx);
1618         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1619                 struct swblock *swap;
1620
1621                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1622                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1623                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1624                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1625                                         return (1);
1626                                 }
1627                         }
1628                 }
1629                 index += SWAP_META_PAGES;
1630         }
1631         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1632         return (0);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1637  *
1638  *      This routine dissociates the page at the given index within an object
1639  *      from its backing store, paging it in if it does not reside in memory.
1640  *      If the page is paged in, it is marked dirty and placed in the laundry
1641  *      queue.  The page is marked dirty because it no longer has backing
1642  *      store.  It is placed in the laundry queue because it has not been
1643  *      accessed recently.  Otherwise, it would already reside in memory.
1644  *
1645  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block.
1646  *      However, we only guarantee that the one at the specified index is
1647  *      paged in.
1648  *
1649  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1650  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1651  */
1652 static inline void
1653 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1654 {
1655         vm_page_t m;
1656
1657         vm_object_pip_add(object, 1);
1658         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1659         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1660                 vm_object_pip_wakeup(object);
1661                 vm_page_dirty(m);
1662                 vm_page_lock(m);
1663                 vm_page_activate(m);
1664                 vm_page_unlock(m);
1665                 vm_page_xunbusy(m);
1666                 vm_pager_page_unswapped(m);
1667                 return;
1668         }
1669
1670         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, NULL, NULL) != VM_PAGER_OK)
1671                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1672         vm_object_pip_wakeup(object);
1673         vm_page_dirty(m);
1674         vm_page_lock(m);
1675         vm_page_launder(m);
1676         vm_page_unlock(m);
1677         vm_page_xunbusy(m);
1678         vm_pager_page_unswapped(m);
1679 }
1680
1681 /*
1682  *      swap_pager_swapoff:
1683  *
1684  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1685  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1686  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1687  *      There may be no processes swapped out to the device.
1688  *
1689  *      This routine may block.
1690  */
1691 static void
1692 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1693 {
1694         struct swblock *swap;
1695         vm_object_t locked_obj, object;
1696         vm_pindex_t pindex;
1697         int i, j, retries;
1698
1699         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
1700
1701         retries = 0;
1702         locked_obj = NULL;
1703 full_rescan:
1704         mtx_lock(&swhash_mtx);
1705         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1706 restart:
1707                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1708                         object = swap->swb_object;
1709                         pindex = swap->swb_index;
1710                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1711                                 if (!swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp))
1712                                         continue;
1713                                 if (locked_obj != object) {
1714                                         if (locked_obj != NULL)
1715                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1716                                         locked_obj = object;
1717                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1718                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1719                                                 /* Depends on type-stability. */
1720                                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1721                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1722                                                 goto restart;
1723                                         }
1724                                 }
1725                                 MPASS(locked_obj == object);
1726                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1727                                 swp_pager_force_pagein(object, pindex + j);
1728                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1729                                 goto restart;
1730                         }
1731                 }
1732         }
1733         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1734         if (locked_obj != NULL) {
1735                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1736                 locked_obj = NULL;
1737         }
1738         if (sp->sw_used) {
1739                 /*
1740                  * Objects may be locked or paging to the device being
1741                  * removed, so we will miss their pages and need to
1742                  * make another pass.  We have marked this device as
1743                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1744                  */
1745                 retries++;
1746                 if (retries > 100) {
1747                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1748                             sp->sw_used);
1749                 }
1750                 pause("swpoff", hz / 20);
1751                 goto full_rescan;
1752         }
1753 }
1754
1755 /************************************************************************
1756  *                              SWAP META DATA                          *
1757  ************************************************************************
1758  *
1759  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1760  *      OBJT_SWAP object.
1761  *
1762  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1763  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1764  *      appropriate tracking counters.
1765  */
1766
1767 /*
1768  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1769  *
1770  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1771  *      object.
1772  *
1773  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1774  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1775  *      assigned swapblk is freed.
1776  */
1777 static void
1778 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1779 {
1780         static volatile int exhausted;
1781         struct swblock *swap;
1782         struct swblock **pswap;
1783         int idx;
1784
1785         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1786         /*
1787          * Convert default object to swap object if necessary
1788          */
1789         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1790                 object->type = OBJT_SWAP;
1791                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1792                 KASSERT(object->handle == NULL, ("default pager with handle"));
1793         }
1794
1795         /*
1796          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1797          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1798          * and, since the hash table may have changed, retry.
1799          */
1800 retry:
1801         mtx_lock(&swhash_mtx);
1802         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1803
1804         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1805                 int i;
1806
1807                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1808                         goto done;
1809
1810                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1811                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1812                 if (swap == NULL) {
1813                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1814                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1815                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1816                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1817                                         printf("swap zone exhausted, "
1818                                             "increase kern.maxswzone\n");
1819                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1820                                 pause("swzonex", 10);
1821                         } else
1822                                 VM_WAIT;
1823                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1824                         goto retry;
1825                 }
1826
1827                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1828                         printf("swap zone ok\n");
1829
1830                 swap->swb_hnext = NULL;
1831                 swap->swb_object = object;
1832                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1833                 swap->swb_count = 0;
1834
1835                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1836
1837                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1838                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1839         }
1840
1841         /*
1842          * Delete prior contents of metadata
1843          */
1844         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1845
1846         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1847                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1848                 --swap->swb_count;
1849         }
1850
1851         /*
1852          * Enter block into metadata
1853          */
1854         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1855         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1856                 ++swap->swb_count;
1857 done:
1858         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1859 }
1860
1861 /*
1862  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1863  *
1864  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1865  *      returned to the swap bitmap.
1866  *
1867  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1868  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1869  *      with resident pages.
1870  */
1871 static void
1872 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
1873 {
1874         struct swblock **pswap, *swap;
1875         vm_pindex_t c;
1876         daddr_t v;
1877         int n, sidx;
1878
1879         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1880         if (object->type != OBJT_SWAP || count == 0)
1881                 return;
1882
1883         mtx_lock(&swhash_mtx);
1884         for (c = 0; c < count;) {
1885                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1886                 sidx = index & SWAP_META_MASK;
1887                 n = SWAP_META_PAGES - sidx;
1888                 index += n;
1889                 if ((swap = *pswap) == NULL) {
1890                         c += n;
1891                         continue;
1892                 }
1893                 for (; c < count && sidx < SWAP_META_PAGES; ++c, ++sidx) {
1894                         if ((v = swap->swb_pages[sidx]) == SWAPBLK_NONE)
1895                                 continue;
1896                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1897                         swap->swb_pages[sidx] = SWAPBLK_NONE;
1898                         if (--swap->swb_count == 0) {
1899                                 *pswap = swap->swb_hnext;
1900                                 uma_zfree(swap_zone, swap);
1901                                 --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1902                                 c += SWAP_META_PAGES - sidx;
1903                                 break;
1904                         }
1905                 }
1906         }
1907         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1908 }
1909
1910 /*
1911  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1912  *
1913  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1914  *      an object.
1915  */
1916 static void
1917 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1918 {
1919         struct swblock **pswap, *swap;
1920         vm_pindex_t index;
1921         daddr_t v;
1922         int i;
1923
1924         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1925         if (object->type != OBJT_SWAP)
1926                 return;
1927
1928         index = 0;
1929         while (object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
1930                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1931                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1932                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1933                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1934                                 v = swap->swb_pages[i];
1935                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1936                                         --swap->swb_count;
1937                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1938                                 }
1939                         }
1940                         if (swap->swb_count != 0)
1941                                 panic(
1942                                     "swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1943                         *pswap = swap->swb_hnext;
1944                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1945                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1946                 }
1947                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1948                 index += SWAP_META_PAGES;
1949         }
1950 }
1951
1952 /*
1953  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1954  *
1955  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1956  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1957  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1958  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1959  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
1960  *      meta-data swapblks.
1961  *
1962  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1963  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1964  *
1965  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
1966  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
1967  *      busy page.
1968  *
1969  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1970  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1971  */
1972 static daddr_t
1973 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1974 {
1975         struct swblock **pswap;
1976         struct swblock *swap;
1977         daddr_t r1;
1978         int idx;
1979
1980         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1981         /*
1982          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
1983          * and even then might not be allocated yet.
1984          */
1985         if (object->type != OBJT_SWAP)
1986                 return (SWAPBLK_NONE);
1987
1988         r1 = SWAPBLK_NONE;
1989         mtx_lock(&swhash_mtx);
1990         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1991
1992         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1993                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1994                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1995
1996                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1997                         if (flags & SWM_FREE) {
1998                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1999                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2000                         }
2001                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2002                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2003                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2004                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2005                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2006                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2007                                 }
2008                         }
2009                 }
2010         }
2011         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2012         return (r1);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Returns the least page index which is greater than or equal to the
2017  * parameter pindex and for which there is a swap block allocated.
2018  * Returns object's size if the object's type is not swap or if there
2019  * are no allocated swap blocks for the object after the requested
2020  * pindex.
2021  */
2022 vm_pindex_t
2023 swap_pager_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
2024 {
2025         struct swblock **pswap, *swap;
2026         vm_pindex_t i, j, lim;
2027         int idx;
2028
2029         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2030         if (object->type != OBJT_SWAP || object->un_pager.swp.swp_bcount == 0)
2031                 return (object->size);
2032
2033         mtx_lock(&swhash_mtx);
2034         for (j = pindex; j < object->size; j = lim) {
2035                 pswap = swp_pager_hash(object, j);
2036                 lim = rounddown2(j + SWAP_META_PAGES, SWAP_META_PAGES);
2037                 if (lim > object->size)
2038                         lim = object->size;
2039                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
2040                         for (idx = j & SWAP_META_MASK, i = j; i < lim;
2041                             i++, idx++) {
2042                                 if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE)
2043                                         goto found;
2044                         }
2045                 }
2046         }
2047         i = object->size;
2048 found:
2049         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2050         return (i);
2051 }
2052
2053 /*
2054  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2055  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2056  * if already swapping on this device.
2057  */
2058 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2059 struct swapon_args {
2060         char *name;
2061 };
2062 #endif
2063
2064 /*
2065  * MPSAFE
2066  */
2067 /* ARGSUSED */
2068 int
2069 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2070 {
2071         struct vattr attr;
2072         struct vnode *vp;
2073         struct nameidata nd;
2074         int error;
2075
2076         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2077         if (error)
2078                 return (error);
2079
2080         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2081
2082         /*
2083          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2084          * memory of >1GB.
2085          */
2086         if (swap_zone == NULL) {
2087                 error = ENOMEM;
2088                 goto done;
2089         }
2090
2091         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2092             uap->name, td);
2093         error = namei(&nd);
2094         if (error)
2095                 goto done;
2096
2097         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2098         vp = nd.ni_vp;
2099
2100         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2101                 error = swapongeom(vp);
2102         } else if (vp->v_type == VREG &&
2103             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2104             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2105                 /*
2106                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2107                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2108                  */
2109                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2110         }
2111
2112         if (error)
2113                 vrele(vp);
2114 done:
2115         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2116         return (error);
2117 }
2118
2119 /*
2120  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2121  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2122  * message and return -1; otherwise, return 0.
2123  */
2124 static int
2125 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2126 {
2127         unsigned long maxpages;
2128
2129         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2130         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2131
2132         /* recommend using no more than half that amount */
2133         if (npages > maxpages / 2) {
2134                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2135                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2136                     npages, maxpages / 2);
2137                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2138                     "or reduce amount of swap.\n");
2139                 return (-1);
2140         }
2141         return (0);
2142 }
2143
2144 static void
2145 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2146     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2147 {
2148         struct swdevt *sp, *tsp;
2149         swblk_t dvbase;
2150         u_long mblocks;
2151
2152         /*
2153          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2154          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2155          *
2156          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2157          */
2158         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2159         nblks = dbtoc(nblks);
2160
2161         /*
2162          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2163          * tree bitmap code.
2164          */
2165         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2166         if (nblks > mblocks) {
2167                 printf(
2168     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2169                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2170                 nblks = mblocks;
2171         }
2172
2173         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2174         sp->sw_vp = vp;
2175         sp->sw_id = id;
2176         sp->sw_dev = dev;
2177         sp->sw_flags = 0;
2178         sp->sw_nblks = nblks;
2179         sp->sw_used = 0;
2180         sp->sw_strategy = strategy;
2181         sp->sw_close = close;
2182         sp->sw_flags = flags;
2183
2184         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2185         /*
2186          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2187          * any bsd label at the front of the partition
2188          */
2189         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2190
2191         dvbase = 0;
2192         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2193         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2194                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2195                         /*
2196                          * We put one uncovered page between the devices
2197                          * in order to definitively prevent any cross-device
2198                          * I/O requests
2199                          */
2200                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2201                 }
2202         }
2203         sp->sw_first = dvbase;
2204         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2205         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2206         nswapdev++;
2207         swap_pager_avail += nblks;
2208         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2209         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2210         swp_sizecheck();
2211         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2212 }
2213
2214 /*
2215  * SYSCALL: swapoff(devname)
2216  *
2217  * Disable swapping on the given device.
2218  *
2219  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2220  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2221  * only to make this work.
2222  */
2223 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2224 struct swapoff_args {
2225         char *name;
2226 };
2227 #endif
2228
2229 /*
2230  * MPSAFE
2231  */
2232 /* ARGSUSED */
2233 int
2234 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2235 {
2236         struct vnode *vp;
2237         struct nameidata nd;
2238         struct swdevt *sp;
2239         int error;
2240
2241         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2242         if (error)
2243                 return (error);
2244
2245         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2246
2247         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2248             td);
2249         error = namei(&nd);
2250         if (error)
2251                 goto done;
2252         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2253         vp = nd.ni_vp;
2254
2255         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2256         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2257                 if (sp->sw_vp == vp)
2258                         break;
2259         }
2260         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2261         if (sp == NULL) {
2262                 error = EINVAL;
2263                 goto done;
2264         }
2265         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2266 done:
2267         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2268         return (error);
2269 }
2270
2271 static int
2272 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2273 {
2274         u_long nblks, dvbase;
2275 #ifdef MAC
2276         int error;
2277 #endif
2278
2279         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
2280 #ifdef MAC
2281         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2282         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2283         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2284         if (error != 0)
2285                 return (error);
2286 #endif
2287         nblks = sp->sw_nblks;
2288
2289         /*
2290          * We can turn off this swap device safely only if the
2291          * available virtual memory in the system will fit the amount
2292          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2293          * the system doesn't become critically low on swap space.
2294          */
2295         if (vm_cnt.v_free_count + swap_pager_avail < nblks + nswap_lowat)
2296                 return (ENOMEM);
2297
2298         /*
2299          * Prevent further allocations on this device.
2300          */
2301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2302         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2303         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2304                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2305                      dvbase, dmmax);
2306         }
2307         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2308         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2309
2310         /*
2311          * Page in the contents of the device and close it.
2312          */
2313         swap_pager_swapoff(sp);
2314
2315         sp->sw_close(curthread, sp);
2316         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2317         sp->sw_id = NULL;
2318         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2319         nswapdev--;
2320         if (nswapdev == 0) {
2321                 swap_pager_full = 2;
2322                 swap_pager_almost_full = 1;
2323         }
2324         if (swdevhd == sp)
2325                 swdevhd = NULL;
2326         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2327         blist_destroy(sp->sw_blist);
2328         free(sp, M_VMPGDATA);
2329         return (0);
2330 }
2331
2332 void
2333 swapoff_all(void)
2334 {
2335         struct swdevt *sp, *spt;
2336         const char *devname;
2337         int error;
2338
2339         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2340
2341         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2342         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2343                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2344                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2345                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2346                 else
2347                         devname = "[file]";
2348                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2349                 if (error != 0) {
2350                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2351                             "skipping.\n", devname, error);
2352                 } else if (bootverbose) {
2353                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2354                 }
2355                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2356         }
2357         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2358
2359         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2360 }
2361
2362 void
2363 swap_pager_status(int *total, int *used)
2364 {
2365         struct swdevt *sp;
2366
2367         *total = 0;
2368         *used = 0;
2369         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2370         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2371                 *total += sp->sw_nblks;
2372                 *used += sp->sw_used;
2373         }
2374         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2375 }
2376
2377 int
2378 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2379 {
2380         struct swdevt *sp;
2381         const char *tmp_devname;
2382         int error, n;
2383
2384         n = 0;
2385         error = ENOENT;
2386         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2387         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2388                 if (n != name) {
2389                         n++;
2390                         continue;
2391                 }
2392                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2393                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2394                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2395                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2396                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2397                 if (devname != NULL) {
2398                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2399                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2400                         else
2401                                 tmp_devname = "[file]";
2402                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2403                 }
2404                 error = 0;
2405                 break;
2406         }
2407         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2408         return (error);
2409 }
2410
2411 static int
2412 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2413 {
2414         struct xswdev xs;
2415         int error;
2416
2417         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2418                 return (EINVAL);
2419         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2420         if (error != 0)
2421                 return (error);
2422         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2423         return (error);
2424 }
2425
2426 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2427     "Number of swap devices");
2428 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
2429     sysctl_vm_swap_info,
2430     "Swap statistics by device");
2431
2432 /*
2433  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2434  *                        vmspace.
2435  *
2436  *      The map must be locked.
2437  *
2438  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2439  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2440  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2441  *      count for at least 1 swap page.
2442  */
2443 long
2444 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2445 {
2446         vm_map_t map;
2447         vm_map_entry_t cur;
2448         vm_object_t object;
2449         long count, n;
2450
2451         map = &vmspace->vm_map;
2452         count = 0;
2453
2454         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2455                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2456                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2457                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2458                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2459                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2460                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2461                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2462                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2463                         }
2464                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2465                 }
2466         }
2467         return (count);
2468 }
2469
2470 /*
2471  * GEOM backend
2472  *
2473  * Swapping onto disk devices.
2474  *
2475  */
2476
2477 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2478
2479 static struct g_class g_swap_class = {
2480         .name = "SWAP",
2481         .version = G_VERSION,
2482         .orphan = swapgeom_orphan,
2483 };
2484
2485 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2486
2487
2488 static void
2489 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2490 {
2491         struct g_consumer *cp;
2492
2493         cp = arg;
2494         g_access(cp, -1, -1, 0);
2495         g_detach(cp);
2496         g_destroy_consumer(cp);
2497 }
2498
2499 /*
2500  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2501  */
2502 static void
2503 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2504 {
2505
2506         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2507         cp->index++;
2508 }
2509
2510 /*
2511  * Remove a reference from the g_consumer.  Post a close event if all
2512  * references go away, since the function might be called from the
2513  * biodone context.
2514  */
2515 static void
2516 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2517 {
2518
2519         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2520         cp->index--;
2521         if (cp->index == 0) {
2522                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2523                         sp->sw_id = NULL;
2524         }
2525 }
2526
2527 static void
2528 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2529 {
2530         struct swdevt *sp;
2531         struct buf *bp;
2532         struct g_consumer *cp;
2533
2534         bp = bp2->bio_caller2;
2535         cp = bp2->bio_from;
2536         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2537         if (bp2->bio_error)
2538                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2539         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2540         bp->b_error = bp2->bio_error;
2541         bufdone(bp);
2542         sp = bp2->bio_caller1;
2543         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2544         swapgeom_release(cp, sp);
2545         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2546         g_destroy_bio(bp2);
2547 }
2548
2549 static void
2550 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2551 {
2552         struct bio *bio;
2553         struct g_consumer *cp;
2554
2555         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2556         cp = sp->sw_id;
2557         if (cp == NULL) {
2558                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2559                 bp->b_error = ENXIO;
2560                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2561                 bufdone(bp);
2562                 return;
2563         }
2564         swapgeom_acquire(cp);
2565         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2566         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2567                 bio = g_new_bio();
2568         else
2569                 bio = g_alloc_bio();
2570         if (bio == NULL) {
2571                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2572                 swapgeom_release(cp, sp);
2573                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2574                 bp->b_error = ENOMEM;
2575                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2576                 bufdone(bp);
2577                 return;
2578         }
2579
2580         bio->bio_caller1 = sp;
2581         bio->bio_caller2 = bp;
2582         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2583         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2584         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2585         bio->bio_done = swapgeom_done;
2586         if (!buf_mapped(bp)) {
2587                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2588                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2589                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2590                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2591                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2592         } else {
2593                 bio->bio_data = bp->b_data;
2594                 bio->bio_ma = NULL;
2595         }
2596         g_io_request(bio, cp);
2597         return;
2598 }
2599
2600 static void
2601 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2602 {
2603         struct swdevt *sp;
2604         int destroy;
2605
2606         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2607         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2608                 if (sp->sw_id == cp) {
2609                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2610                         break;
2611                 }
2612         }
2613         /*
2614          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2615          * special context where we don't have to queue the call to
2616          * swapgeom_close_ev().
2617          */
2618         cp->index--;
2619         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2620         if (destroy)
2621                 sp->sw_id = NULL;
2622         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2623         if (destroy)
2624                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2625 }
2626
2627 static void
2628 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2629 {
2630         struct g_consumer *cp;
2631
2632         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2633         cp = sw->sw_id;
2634         sw->sw_id = NULL;
2635         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2636
2637         /*
2638          * swapgeom_close() may be called from the biodone context,
2639          * where we cannot perform topology changes.  Delegate the
2640          * work to the events thread.
2641          */
2642         if (cp != NULL)
2643                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2644 }
2645
2646 static int
2647 swapongeom_locked(struct cdev *dev, struct vnode *vp)
2648 {
2649         struct g_provider *pp;
2650         struct g_consumer *cp;
2651         static struct g_geom *gp;
2652         struct swdevt *sp;
2653         u_long nblks;
2654         int error;
2655
2656         pp = g_dev_getprovider(dev);
2657         if (pp == NULL)
2658                 return (ENODEV);
2659         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2660         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2661                 cp = sp->sw_id;
2662                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2663                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2664                         return (EBUSY);
2665                 }
2666         }
2667         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2668         if (gp == NULL)
2669                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2670         cp = g_new_consumer(gp);
2671         cp->index = 1;  /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2672         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2673         g_attach(cp, pp);
2674         /*
2675          * XXX: Every time you think you can improve the margin for
2676          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2677          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2678          * set an exclusive count :-(
2679          */
2680         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2681         if (error != 0) {
2682                 g_detach(cp);
2683                 g_destroy_consumer(cp);
2684                 return (error);
2685         }
2686         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2687         swaponsomething(vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2688             swapgeom_close, dev2udev(dev),
2689             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2690         return (0);
2691 }
2692
2693 static int
2694 swapongeom(struct vnode *vp)
2695 {
2696         int error;
2697
2698         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2699         if (vp->v_type != VCHR || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0) {
2700                 error = ENOENT;
2701         } else {
2702                 g_topology_lock();
2703                 error = swapongeom_locked(vp->v_rdev, vp);
2704                 g_topology_unlock();
2705         }
2706         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2707         return (error);
2708 }
2709
2710 /*
2711  * VNODE backend
2712  *
2713  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2714  * with NFS) swapfiles.
2715  *
2716  */
2717
2718 static void
2719 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2720 {
2721         struct vnode *vp2;
2722
2723         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2724
2725         vp2 = sp->sw_id;
2726         vhold(vp2);
2727         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2728                 if (bp->b_bufobj)
2729                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2730                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2731         }
2732         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2733                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2734         bp->b_vp = vp2;
2735         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2736         bstrategy(bp);
2737         return;
2738 }
2739
2740 static void
2741 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2742 {
2743
2744         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2745         vrele(sp->sw_vp);
2746 }
2747
2748
2749 static int
2750 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2751 {
2752         struct swdevt *sp;
2753         int error;
2754
2755         if (nblks == 0)
2756                 return (ENXIO);
2757         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2758         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2759                 if (sp->sw_id == vp) {
2760                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2761                         return (EBUSY);
2762                 }
2763         }
2764         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2765
2766         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2767 #ifdef MAC
2768         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2769         if (error == 0)
2770 #endif
2771                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2772         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2773         if (error)
2774                 return (error);
2775
2776         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2777             NODEV, 0);
2778         return (0);
2779 }
2780
2781 static int
2782 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2783 {
2784         int error, new, n;
2785
2786         new = nsw_wcount_async_max;
2787         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2788         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2789                 return (error);
2790
2791         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2792                 return (EINVAL);
2793
2794         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2795         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2796                 /*
2797                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2798                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2799                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2800                  */
2801                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2802                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2803                         nsw_wcount_async += n;
2804                         nsw_wcount_async_max += n;
2805                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2806                 } else {
2807                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2808                         nsw_wcount_async = 0;
2809                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2810                             "swpsysctl", 0);
2811                 }
2812         }
2813         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2814
2815         return (0);
2816 }