]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
MFhead @ r305170
[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, daddr_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, 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, rbehind, rahead)) {
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 <= *rahead,
1107                     ("page count %d extends beyond swap block", reqcount));
1108                 *rahead -= 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                 pindex = m[0]->pindex;
1116                 mpred = TAILQ_PREV(m[0], pglist, listq);
1117                 if (mpred != NULL && pindex - mpred->pindex - 1 < *rbehind)
1118                         *rbehind = pindex - mpred->pindex - 1;
1119         }
1120
1121         /*
1122          * Allocate readahead and readbehind pages.
1123          */
1124         shift = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1125         if (shift != 0) {
1126                 for (i = 1; i <= shift; i++) {
1127                         p = vm_page_alloc(object, m[0]->pindex - i,
1128                             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_IFNOTCACHED);
1129                         if (p == NULL) {
1130                                 /* Shift allocated pages to the left. */
1131                                 for (j = 0; j < i - 1; j++)
1132                                         bp->b_pages[j] =
1133                                             bp->b_pages[j + shift - i + 1];
1134                                 break;
1135                         }
1136                         bp->b_pages[shift - i] = p;
1137                 }
1138                 shift = i - 1;
1139                 *rbehind = shift;
1140         }
1141         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1142                 bp->b_pages[i + shift] = m[i];
1143         if (rahead != NULL) {
1144                 for (i = 0; i < *rahead; i++) {
1145                         p = vm_page_alloc(object,
1146                             m[reqcount - 1]->pindex + i + 1,
1147                             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_IFNOTCACHED);
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                          */
1552                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1553                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1554                             " protected", m));
1555                         vm_page_undirty(m);
1556                         vm_page_sunbusy(m);
1557                         if (vm_page_count_severe()) {
1558                                 vm_page_lock(m);
1559                                 vm_page_try_to_cache(m);
1560                                 vm_page_unlock(m);
1561                         }
1562                 }
1563         }
1564
1565         /*
1566          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1567          * pip refs on the object.
1568          */
1569         if (object != NULL) {
1570                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1571                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1572         }
1573
1574         /*
1575          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1576          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1577          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1578          */
1579         if (bp->b_vp) {
1580                     bp->b_vp = NULL;
1581                     bp->b_bufobj = NULL;
1582         }
1583         /*
1584          * release the physical I/O buffer
1585          */
1586         relpbuf(
1587             bp,
1588             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1589                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1590                     &nsw_wcount_async :
1591                     &nsw_wcount_sync
1592                 )
1593             )
1594         );
1595 }
1596
1597 /*
1598  *      swap_pager_isswapped:
1599  *
1600  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1601  *      out to the given swap device.
1602  *
1603  *      This routine may not sleep.
1604  */
1605 int
1606 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1607 {
1608         daddr_t index = 0;
1609         int bcount;
1610         int i;
1611
1612         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1613         if (object->type != OBJT_SWAP)
1614                 return (0);
1615
1616         mtx_lock(&swhash_mtx);
1617         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1618                 struct swblock *swap;
1619
1620                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1621                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1622                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1623                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1624                                         return (1);
1625                                 }
1626                         }
1627                 }
1628                 index += SWAP_META_PAGES;
1629         }
1630         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1631         return (0);
1632 }
1633
1634 /*
1635  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1636  *
1637  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1638  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1639  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1640  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1641  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1642  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1643  *      paged in.
1644  *
1645  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1646  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1647  */
1648 static inline void
1649 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1650 {
1651         vm_page_t m;
1652
1653         vm_object_pip_add(object, 1);
1654         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1655         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1656                 vm_object_pip_wakeup(object);
1657                 vm_page_dirty(m);
1658                 vm_page_lock(m);
1659                 vm_page_activate(m);
1660                 vm_page_unlock(m);
1661                 vm_page_xunbusy(m);
1662                 vm_pager_page_unswapped(m);
1663                 return;
1664         }
1665
1666         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, NULL, NULL) != VM_PAGER_OK)
1667                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1668         vm_object_pip_wakeup(object);
1669         vm_page_dirty(m);
1670         vm_page_lock(m);
1671         vm_page_deactivate(m);
1672         vm_page_unlock(m);
1673         vm_page_xunbusy(m);
1674         vm_pager_page_unswapped(m);
1675 }
1676
1677 /*
1678  *      swap_pager_swapoff:
1679  *
1680  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1681  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1682  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1683  *      There may be no processes swapped out to the device.
1684  *
1685  *      This routine may block.
1686  */
1687 static void
1688 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1689 {
1690         struct swblock *swap;
1691         vm_object_t locked_obj, object;
1692         vm_pindex_t pindex;
1693         int i, j, retries;
1694
1695         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
1696
1697         retries = 0;
1698         locked_obj = NULL;
1699 full_rescan:
1700         mtx_lock(&swhash_mtx);
1701         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1702 restart:
1703                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1704                         object = swap->swb_object;
1705                         pindex = swap->swb_index;
1706                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1707                                 if (!swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp))
1708                                         continue;
1709                                 if (locked_obj != object) {
1710                                         if (locked_obj != NULL)
1711                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1712                                         locked_obj = object;
1713                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1714                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1715                                                 /* Depends on type-stability. */
1716                                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1717                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1718                                                 goto restart;
1719                                         }
1720                                 }
1721                                 MPASS(locked_obj == object);
1722                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1723                                 swp_pager_force_pagein(object, pindex + j);
1724                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1725                                 goto restart;
1726                         }
1727                 }
1728         }
1729         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1730         if (locked_obj != NULL) {
1731                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1732                 locked_obj = NULL;
1733         }
1734         if (sp->sw_used) {
1735                 /*
1736                  * Objects may be locked or paging to the device being
1737                  * removed, so we will miss their pages and need to
1738                  * make another pass.  We have marked this device as
1739                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1740                  */
1741                 retries++;
1742                 if (retries > 100) {
1743                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1744                             sp->sw_used);
1745                 }
1746                 pause("swpoff", hz / 20);
1747                 goto full_rescan;
1748         }
1749 }
1750
1751 /************************************************************************
1752  *                              SWAP META DATA                          *
1753  ************************************************************************
1754  *
1755  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1756  *      OBJT_SWAP object.
1757  *
1758  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1759  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1760  *      appropriate tracking counters.
1761  */
1762
1763 /*
1764  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1765  *
1766  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1767  *      object.
1768  *
1769  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1770  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1771  *      assigned swapblk is freed.
1772  */
1773 static void
1774 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1775 {
1776         static volatile int exhausted;
1777         struct swblock *swap;
1778         struct swblock **pswap;
1779         int idx;
1780
1781         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1782         /*
1783          * Convert default object to swap object if necessary
1784          */
1785         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1786                 object->type = OBJT_SWAP;
1787                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1788                 KASSERT(object->handle == NULL, ("default pager with handle"));
1789         }
1790
1791         /*
1792          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1793          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1794          * and, since the hash table may have changed, retry.
1795          */
1796 retry:
1797         mtx_lock(&swhash_mtx);
1798         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1799
1800         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1801                 int i;
1802
1803                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1804                         goto done;
1805
1806                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1807                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1808                 if (swap == NULL) {
1809                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1810                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1811                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1812                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1813                                         printf("swap zone exhausted, "
1814                                             "increase kern.maxswzone\n");
1815                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1816                                 pause("swzonex", 10);
1817                         } else
1818                                 VM_WAIT;
1819                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1820                         goto retry;
1821                 }
1822
1823                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1824                         printf("swap zone ok\n");
1825
1826                 swap->swb_hnext = NULL;
1827                 swap->swb_object = object;
1828                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1829                 swap->swb_count = 0;
1830
1831                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1832
1833                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1834                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1835         }
1836
1837         /*
1838          * Delete prior contents of metadata
1839          */
1840         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1841
1842         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1843                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1844                 --swap->swb_count;
1845         }
1846
1847         /*
1848          * Enter block into metadata
1849          */
1850         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1851         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1852                 ++swap->swb_count;
1853 done:
1854         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1855 }
1856
1857 /*
1858  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1859  *
1860  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1861  *      returned to the swap bitmap.
1862  *
1863  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1864  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1865  *      with resident pages.
1866  */
1867 static void
1868 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1869 {
1870
1871         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1872         if (object->type != OBJT_SWAP)
1873                 return;
1874
1875         while (count > 0) {
1876                 struct swblock **pswap;
1877                 struct swblock *swap;
1878
1879                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1880                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1881
1882                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1883                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1884
1885                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1886                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1887                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1888                                         SWAPBLK_NONE;
1889                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1890                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1891                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1892                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1893                                 }
1894                         }
1895                         --count;
1896                         ++index;
1897                 } else {
1898                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1899                         count -= n;
1900                         index += n;
1901                 }
1902                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1903         }
1904 }
1905
1906 /*
1907  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1908  *
1909  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1910  *      an object.
1911  */
1912 static void
1913 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1914 {
1915         daddr_t index = 0;
1916
1917         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1918         if (object->type != OBJT_SWAP)
1919                 return;
1920
1921         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1922                 struct swblock **pswap;
1923                 struct swblock *swap;
1924
1925                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1926                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1927                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1928                         int i;
1929
1930                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1931                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1932                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1933                                         --swap->swb_count;
1934                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1935                                 }
1936                         }
1937                         if (swap->swb_count != 0)
1938                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1939                         *pswap = swap->swb_hnext;
1940                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1941                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1942                 }
1943                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1944                 index += SWAP_META_PAGES;
1945         }
1946 }
1947
1948 /*
1949  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1950  *
1951  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1952  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1953  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1954  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1955  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
1956  *      meta-data swapblks.
1957  *
1958  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1959  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1960  *
1961  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
1962  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
1963  *      busy page.
1964  *
1965  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1966  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1967  */
1968 static daddr_t
1969 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1970 {
1971         struct swblock **pswap;
1972         struct swblock *swap;
1973         daddr_t r1;
1974         int idx;
1975
1976         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1977         /*
1978          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
1979          * and even then might not be allocated yet.
1980          */
1981         if (object->type != OBJT_SWAP)
1982                 return (SWAPBLK_NONE);
1983
1984         r1 = SWAPBLK_NONE;
1985         mtx_lock(&swhash_mtx);
1986         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1987
1988         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1989                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1990                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1991
1992                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1993                         if (flags & SWM_FREE) {
1994                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1995                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1996                         }
1997                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1998                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
1999                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2000                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2001                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2002                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2003                                 }
2004                         }
2005                 }
2006         }
2007         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2008         return (r1);
2009 }
2010
2011 /*
2012  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2013  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2014  * if already swapping on this device.
2015  */
2016 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2017 struct swapon_args {
2018         char *name;
2019 };
2020 #endif
2021
2022 /*
2023  * MPSAFE
2024  */
2025 /* ARGSUSED */
2026 int
2027 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2028 {
2029         struct vattr attr;
2030         struct vnode *vp;
2031         struct nameidata nd;
2032         int error;
2033
2034         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2035         if (error)
2036                 return (error);
2037
2038         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2039
2040         /*
2041          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2042          * memory of >1GB.
2043          */
2044         if (swap_zone == NULL) {
2045                 error = ENOMEM;
2046                 goto done;
2047         }
2048
2049         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2050             uap->name, td);
2051         error = namei(&nd);
2052         if (error)
2053                 goto done;
2054
2055         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2056         vp = nd.ni_vp;
2057
2058         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2059                 error = swapongeom(vp);
2060         } else if (vp->v_type == VREG &&
2061             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2062             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2063                 /*
2064                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2065                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2066                  */
2067                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2068         }
2069
2070         if (error)
2071                 vrele(vp);
2072 done:
2073         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2074         return (error);
2075 }
2076
2077 /*
2078  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2079  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2080  * message and return -1; otherwise, return 0.
2081  */
2082 static int
2083 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2084 {
2085         unsigned long maxpages;
2086
2087         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2088         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2089
2090         /* recommend using no more than half that amount */
2091         if (npages > maxpages / 2) {
2092                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2093                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2094                     npages, maxpages / 2);
2095                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2096                     "or reduce amount of swap.\n");
2097                 return (-1);
2098         }
2099         return (0);
2100 }
2101
2102 static void
2103 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2104     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2105 {
2106         struct swdevt *sp, *tsp;
2107         swblk_t dvbase;
2108         u_long mblocks;
2109
2110         /*
2111          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2112          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2113          *
2114          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2115          */
2116         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2117         nblks = dbtoc(nblks);
2118
2119         /*
2120          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2121          * tree bitmap code.
2122          */
2123         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2124         if (nblks > mblocks) {
2125                 printf(
2126     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2127                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2128                 nblks = mblocks;
2129         }
2130
2131         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2132         sp->sw_vp = vp;
2133         sp->sw_id = id;
2134         sp->sw_dev = dev;
2135         sp->sw_flags = 0;
2136         sp->sw_nblks = nblks;
2137         sp->sw_used = 0;
2138         sp->sw_strategy = strategy;
2139         sp->sw_close = close;
2140         sp->sw_flags = flags;
2141
2142         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2143         /*
2144          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2145          * any bsd label at the front of the partition
2146          */
2147         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2148
2149         dvbase = 0;
2150         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2151         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2152                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2153                         /*
2154                          * We put one uncovered page between the devices
2155                          * in order to definitively prevent any cross-device
2156                          * I/O requests
2157                          */
2158                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2159                 }
2160         }
2161         sp->sw_first = dvbase;
2162         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2163         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2164         nswapdev++;
2165         swap_pager_avail += nblks;
2166         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2167         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2168         swp_sizecheck();
2169         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2170 }
2171
2172 /*
2173  * SYSCALL: swapoff(devname)
2174  *
2175  * Disable swapping on the given device.
2176  *
2177  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2178  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2179  * only to make this work.
2180  */
2181 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2182 struct swapoff_args {
2183         char *name;
2184 };
2185 #endif
2186
2187 /*
2188  * MPSAFE
2189  */
2190 /* ARGSUSED */
2191 int
2192 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2193 {
2194         struct vnode *vp;
2195         struct nameidata nd;
2196         struct swdevt *sp;
2197         int error;
2198
2199         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2200         if (error)
2201                 return (error);
2202
2203         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2204
2205         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2206             td);
2207         error = namei(&nd);
2208         if (error)
2209                 goto done;
2210         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2211         vp = nd.ni_vp;
2212
2213         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2214         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2215                 if (sp->sw_vp == vp)
2216                         break;
2217         }
2218         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2219         if (sp == NULL) {
2220                 error = EINVAL;
2221                 goto done;
2222         }
2223         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2224 done:
2225         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2226         return (error);
2227 }
2228
2229 static int
2230 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2231 {
2232         u_long nblks, dvbase;
2233 #ifdef MAC
2234         int error;
2235 #endif
2236
2237         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
2238 #ifdef MAC
2239         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2240         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2241         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2242         if (error != 0)
2243                 return (error);
2244 #endif
2245         nblks = sp->sw_nblks;
2246
2247         /*
2248          * We can turn off this swap device safely only if the
2249          * available virtual memory in the system will fit the amount
2250          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2251          * the system doesn't become critically low on swap space.
2252          */
2253         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2254             nblks + nswap_lowat) {
2255                 return (ENOMEM);
2256         }
2257
2258         /*
2259          * Prevent further allocations on this device.
2260          */
2261         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2262         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2263         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2264                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2265                      dvbase, dmmax);
2266         }
2267         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2268         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2269
2270         /*
2271          * Page in the contents of the device and close it.
2272          */
2273         swap_pager_swapoff(sp);
2274
2275         sp->sw_close(curthread, sp);
2276         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2277         sp->sw_id = NULL;
2278         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2279         nswapdev--;
2280         if (nswapdev == 0) {
2281                 swap_pager_full = 2;
2282                 swap_pager_almost_full = 1;
2283         }
2284         if (swdevhd == sp)
2285                 swdevhd = NULL;
2286         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2287         blist_destroy(sp->sw_blist);
2288         free(sp, M_VMPGDATA);
2289         return (0);
2290 }
2291
2292 void
2293 swapoff_all(void)
2294 {
2295         struct swdevt *sp, *spt;
2296         const char *devname;
2297         int error;
2298
2299         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2300
2301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2302         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2303                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2304                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2305                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2306                 else
2307                         devname = "[file]";
2308                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2309                 if (error != 0) {
2310                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2311                             "skipping.\n", devname, error);
2312                 } else if (bootverbose) {
2313                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2314                 }
2315                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2316         }
2317         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2318
2319         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2320 }
2321
2322 void
2323 swap_pager_status(int *total, int *used)
2324 {
2325         struct swdevt *sp;
2326
2327         *total = 0;
2328         *used = 0;
2329         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2330         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2331                 *total += sp->sw_nblks;
2332                 *used += sp->sw_used;
2333         }
2334         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2335 }
2336
2337 int
2338 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2339 {
2340         struct swdevt *sp;
2341         const char *tmp_devname;
2342         int error, n;
2343
2344         n = 0;
2345         error = ENOENT;
2346         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2347         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2348                 if (n != name) {
2349                         n++;
2350                         continue;
2351                 }
2352                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2353                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2354                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2355                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2356                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2357                 if (devname != NULL) {
2358                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2359                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2360                         else
2361                                 tmp_devname = "[file]";
2362                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2363                 }
2364                 error = 0;
2365                 break;
2366         }
2367         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2368         return (error);
2369 }
2370
2371 static int
2372 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2373 {
2374         struct xswdev xs;
2375         int error;
2376
2377         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2378                 return (EINVAL);
2379         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2380         if (error != 0)
2381                 return (error);
2382         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2383         return (error);
2384 }
2385
2386 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2387     "Number of swap devices");
2388 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
2389     sysctl_vm_swap_info,
2390     "Swap statistics by device");
2391
2392 /*
2393  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2394  *                        vmspace.
2395  *
2396  *      The map must be locked.
2397  *
2398  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2399  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2400  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2401  *      count for at least 1 swap page.
2402  */
2403 long
2404 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2405 {
2406         vm_map_t map;
2407         vm_map_entry_t cur;
2408         vm_object_t object;
2409         long count, n;
2410
2411         map = &vmspace->vm_map;
2412         count = 0;
2413
2414         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2415                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2416                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2417                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2418                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2419                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2420                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2421                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2422                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2423                         }
2424                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2425                 }
2426         }
2427         return (count);
2428 }
2429
2430 /*
2431  * GEOM backend
2432  *
2433  * Swapping onto disk devices.
2434  *
2435  */
2436
2437 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2438
2439 static struct g_class g_swap_class = {
2440         .name = "SWAP",
2441         .version = G_VERSION,
2442         .orphan = swapgeom_orphan,
2443 };
2444
2445 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2446
2447
2448 static void
2449 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2450 {
2451         struct g_consumer *cp;
2452
2453         cp = arg;
2454         g_access(cp, -1, -1, 0);
2455         g_detach(cp);
2456         g_destroy_consumer(cp);
2457 }
2458
2459 /*
2460  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2461  */
2462 static void
2463 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2464 {
2465
2466         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2467         cp->index++;
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Remove a reference from the g_consumer.  Post a close event if all
2472  * references go away, since the function might be called from the
2473  * biodone context.
2474  */
2475 static void
2476 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2477 {
2478
2479         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2480         cp->index--;
2481         if (cp->index == 0) {
2482                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2483                         sp->sw_id = NULL;
2484         }
2485 }
2486
2487 static void
2488 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2489 {
2490         struct swdevt *sp;
2491         struct buf *bp;
2492         struct g_consumer *cp;
2493
2494         bp = bp2->bio_caller2;
2495         cp = bp2->bio_from;
2496         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2497         if (bp2->bio_error)
2498                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2499         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2500         bp->b_error = bp2->bio_error;
2501         bufdone(bp);
2502         sp = bp2->bio_caller1;
2503         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2504         swapgeom_release(cp, sp);
2505         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2506         g_destroy_bio(bp2);
2507 }
2508
2509 static void
2510 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2511 {
2512         struct bio *bio;
2513         struct g_consumer *cp;
2514
2515         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2516         cp = sp->sw_id;
2517         if (cp == NULL) {
2518                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2519                 bp->b_error = ENXIO;
2520                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2521                 bufdone(bp);
2522                 return;
2523         }
2524         swapgeom_acquire(cp);
2525         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2526         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2527                 bio = g_new_bio();
2528         else
2529                 bio = g_alloc_bio();
2530         if (bio == NULL) {
2531                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2532                 swapgeom_release(cp, sp);
2533                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2534                 bp->b_error = ENOMEM;
2535                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2536                 bufdone(bp);
2537                 return;
2538         }
2539
2540         bio->bio_caller1 = sp;
2541         bio->bio_caller2 = bp;
2542         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2543         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2544         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2545         bio->bio_done = swapgeom_done;
2546         if (!buf_mapped(bp)) {
2547                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2548                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2549                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2550                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2551                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2552         } else {
2553                 bio->bio_data = bp->b_data;
2554                 bio->bio_ma = NULL;
2555         }
2556         g_io_request(bio, cp);
2557         return;
2558 }
2559
2560 static void
2561 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2562 {
2563         struct swdevt *sp;
2564         int destroy;
2565
2566         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2567         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2568                 if (sp->sw_id == cp) {
2569                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2570                         break;
2571                 }
2572         }
2573         /*
2574          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2575          * special context where we don't have to queue the call to
2576          * swapgeom_close_ev().
2577          */
2578         cp->index--;
2579         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2580         if (destroy)
2581                 sp->sw_id = NULL;
2582         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2583         if (destroy)
2584                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2585 }
2586
2587 static void
2588 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2589 {
2590         struct g_consumer *cp;
2591
2592         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2593         cp = sw->sw_id;
2594         sw->sw_id = NULL;
2595         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2596
2597         /*
2598          * swapgeom_close() may be called from the biodone context,
2599          * where we cannot perform topology changes.  Delegate the
2600          * work to the events thread.
2601          */
2602         if (cp != NULL)
2603                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2604 }
2605
2606 static int
2607 swapongeom_locked(struct cdev *dev, struct vnode *vp)
2608 {
2609         struct g_provider *pp;
2610         struct g_consumer *cp;
2611         static struct g_geom *gp;
2612         struct swdevt *sp;
2613         u_long nblks;
2614         int error;
2615
2616         pp = g_dev_getprovider(dev);
2617         if (pp == NULL)
2618                 return (ENODEV);
2619         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2620         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2621                 cp = sp->sw_id;
2622                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2623                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2624                         return (EBUSY);
2625                 }
2626         }
2627         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2628         if (gp == NULL)
2629                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2630         cp = g_new_consumer(gp);
2631         cp->index = 1;  /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2632         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2633         g_attach(cp, pp);
2634         /*
2635          * XXX: Every time you think you can improve the margin for
2636          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2637          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2638          * set an exclusive count :-(
2639          */
2640         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2641         if (error != 0) {
2642                 g_detach(cp);
2643                 g_destroy_consumer(cp);
2644                 return (error);
2645         }
2646         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2647         swaponsomething(vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2648             swapgeom_close, dev2udev(dev),
2649             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2650         return (0);
2651 }
2652
2653 static int
2654 swapongeom(struct vnode *vp)
2655 {
2656         int error;
2657
2658         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2659         if (vp->v_type != VCHR || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0) {
2660                 error = ENOENT;
2661         } else {
2662                 g_topology_lock();
2663                 error = swapongeom_locked(vp->v_rdev, vp);
2664                 g_topology_unlock();
2665         }
2666         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2667         return (error);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * VNODE backend
2672  *
2673  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2674  * with NFS) swapfiles.
2675  *
2676  */
2677
2678 static void
2679 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2680 {
2681         struct vnode *vp2;
2682
2683         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2684
2685         vp2 = sp->sw_id;
2686         vhold(vp2);
2687         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2688                 if (bp->b_bufobj)
2689                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2690                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2691         }
2692         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2693                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2694         bp->b_vp = vp2;
2695         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2696         bstrategy(bp);
2697         return;
2698 }
2699
2700 static void
2701 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2702 {
2703
2704         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2705         vrele(sp->sw_vp);
2706 }
2707
2708
2709 static int
2710 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2711 {
2712         struct swdevt *sp;
2713         int error;
2714
2715         if (nblks == 0)
2716                 return (ENXIO);
2717         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2718         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2719                 if (sp->sw_id == vp) {
2720                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2721                         return (EBUSY);
2722                 }
2723         }
2724         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2725
2726         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2727 #ifdef MAC
2728         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2729         if (error == 0)
2730 #endif
2731                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2732         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2733         if (error)
2734                 return (error);
2735
2736         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2737             NODEV, 0);
2738         return (0);
2739 }
2740
2741 static int
2742 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2743 {
2744         int error, new, n;
2745
2746         new = nsw_wcount_async_max;
2747         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2748         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2749                 return (error);
2750
2751         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2752                 return (EINVAL);
2753
2754         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2755         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2756                 /*
2757                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2758                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2759                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2760                  */
2761                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2762                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2763                         nsw_wcount_async += n;
2764                         nsw_wcount_async_max += n;
2765                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2766                 } else {
2767                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2768                         nsw_wcount_async = 0;
2769                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2770                             "swpsysctl", 0);
2771                 }
2772         }
2773         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2774
2775         return (0);
2776 }