]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
MFV ntp-4.2.8p3 (r284990).
[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 int swdev_syscall_active = 0; /* 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 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
317
318 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
319 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
320
321 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
322 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
323 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
324 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
325 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
326 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
327 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
328
329 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
330 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
331     NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I", "Maximum running async swap ops");
332
333 static struct swblock **swhash;
334 static int swhash_mask;
335 static struct mtx swhash_mtx;
336
337 static struct sx sw_alloc_sx;
338
339 /*
340  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
341  * of searching a named list by hashing it just a little.
342  */
343
344 #define NOBJLISTS               8
345
346 #define NOBJLIST(handle)        \
347         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
348
349 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */
350 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
351 static uma_zone_t       swap_zone;
352
353 /*
354  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
355  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
356  * (see vm/swap_pager.h).
357  */
358 static vm_object_t
359                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
360                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
361 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
362 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
363 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int,
364     pgo_getpages_iodone_t, void *);
365 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
366 static boolean_t
367                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
368 static void     swap_pager_init(void);
369 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
370 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
371
372 struct pagerops swappagerops = {
373         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
374         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
375         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
376         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
377         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
378         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
379         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
380         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
381 };
382
383 /*
384  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
385  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
386  *
387  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
388  * internal.
389  */
390 static int dmmax;
391 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
392 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
393
394 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
395         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
396
397 static void     swp_sizecheck(void);
398 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
399 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
400 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
401 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
402
403 /*
404  * Swap bitmap functions
405  */
406 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
407 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
408
409 /*
410  * Metadata functions
411  */
412 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
413 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
414 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
415 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
416 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
417
418 static void
419 swp_pager_free_nrpage(vm_page_t m)
420 {
421
422         vm_page_lock(m);
423         if (m->wire_count == 0)
424                 vm_page_free(m);
425         vm_page_unlock(m);
426 }
427
428 /*
429  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
430  *
431  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
432  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
433  *
434  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
435  *
436  *      No restrictions on call
437  *      This routine may not block.
438  */
439 static void
440 swp_sizecheck(void)
441 {
442
443         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
444                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
445                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
446                         swap_pager_almost_full = 1;
447                 }
448         } else {
449                 swap_pager_full = 0;
450                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
451                         swap_pager_almost_full = 0;
452         }
453 }
454
455 /*
456  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
457  *
458  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
459  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
460  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
461  *      find a swapblk.
462  */
463 static struct swblock **
464 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
465 {
466         struct swblock **pswap;
467         struct swblock *swap;
468
469         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
470         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
471         while ((swap = *pswap) != NULL) {
472                 if (swap->swb_object == object &&
473                     swap->swb_index == index
474                 ) {
475                         break;
476                 }
477                 pswap = &swap->swb_hnext;
478         }
479         return (pswap);
480 }
481
482 /*
483  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
484  *
485  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
486  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
487  *      system has yet to be initialized at this point.
488  */
489 static void
490 swap_pager_init(void)
491 {
492         /*
493          * Initialize object lists
494          */
495         int i;
496
497         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
498                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
499         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
500         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
501
502         /*
503          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
504          */
505         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
506 }
507
508 /*
509  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
510  *
511  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
512  *      its main loop.
513  */
514 void
515 swap_pager_swap_init(void)
516 {
517         unsigned long n, n2;
518
519         /*
520          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
521          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
522          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
523          * but it isn't very efficient).
524          *
525          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
526          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
527          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
528          * constrained by the swap device interleave stripe size.
529          *
530          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
531          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
532          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
533          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
534          * a higher value would probably generate only a limited improvement
535          * with three or four active swap devices since the system does not
536          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
537          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
538          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
539          * So it all works out pretty well.
540          */
541         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
542
543         mtx_lock(&pbuf_mtx);
544         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
545         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
546         nsw_wcount_async = 4;
547         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
548         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
549
550         /*
551          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
552          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
553          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
554          * is typically limited to around 32MB by default.
555          */
556         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
557         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
558                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
559         n2 = n;
560         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
561             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
562         if (swap_zone == NULL)
563                 panic("failed to create swap_zone.");
564         do {
565                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
566                         break;
567                 /*
568                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
569                  * size of the previous attempt.
570                  */
571                 n -= ((n + 2) / 3);
572         } while (n > 0);
573         if (n2 != n)
574                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
575         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
576         swzone = n * sizeof(struct swblock);
577         n2 = n;
578
579         /*
580          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
581          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
582          * oversized hash table.
583          *
584          *      n:              size of hash table, must be power of 2
585          *      swhash_mask:    hash table index mask
586          */
587         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
588                 ;
589         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
590         swhash_mask = n - 1;
591         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
592 }
593
594 /*
595  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
596  *                      its metadata structures.
597  *
598  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
599  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
600  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
601  *
602  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
603  *      object lookup race, so we must interlock.
604  *
605  * MPSAFE
606  */
607 static vm_object_t
608 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
609     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
610 {
611         vm_object_t object;
612         vm_pindex_t pindex;
613
614         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
615         if (handle) {
616                 mtx_lock(&Giant);
617                 /*
618                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
619                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
620                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
621                  * of the handle.
622                  */
623                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
624                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
625                 if (object == NULL) {
626                         if (cred != NULL) {
627                                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred)) {
628                                         sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
629                                         mtx_unlock(&Giant);
630                                         return (NULL);
631                                 }
632                                 crhold(cred);
633                         }
634                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
635                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
636                         object->handle = handle;
637                         if (cred != NULL) {
638                                 object->cred = cred;
639                                 object->charge = size;
640                         }
641                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
642                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
643                 }
644                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
645                 mtx_unlock(&Giant);
646         } else {
647                 if (cred != NULL) {
648                         if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
649                                 return (NULL);
650                         crhold(cred);
651                 }
652                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
653                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
654                 if (cred != NULL) {
655                         object->cred = cred;
656                         object->charge = size;
657                 }
658                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
659                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
660         }
661         return (object);
662 }
663
664 /*
665  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
666  *
667  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
668  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
669  *      routine is typically called only when the entire object is
670  *      about to be destroyed.
671  *
672  *      The object must be locked.
673  */
674 static void
675 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
676 {
677
678         /*
679          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
680          * pageout completion.
681          */
682         if (object->handle != NULL) {
683                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
684                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
685                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
686         }
687
688         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
689         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
690
691         /*
692          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
693          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
694          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
695          * if paging is still in progress on some objects.
696          */
697         swp_pager_meta_free_all(object);
698         object->handle = NULL;
699         object->type = OBJT_DEAD;
700 }
701
702 /************************************************************************
703  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
704  ************************************************************************/
705
706 /*
707  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
708  *
709  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
710  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
711  *      if the allocation failed.
712  *
713  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
714  *      when they configured swap and didn't configure enough.
715  *
716  *      This routine may not sleep.
717  *
718  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
719  */
720 static daddr_t
721 swp_pager_getswapspace(int npages)
722 {
723         daddr_t blk;
724         struct swdevt *sp;
725         int i;
726
727         blk = SWAPBLK_NONE;
728         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
729         sp = swdevhd;
730         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
731                 if (sp == NULL)
732                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
733                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
734                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
735                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
736                                 blk += sp->sw_first;
737                                 sp->sw_used += npages;
738                                 swap_pager_avail -= npages;
739                                 swp_sizecheck();
740                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
741                                 goto done;
742                         }
743                 }
744                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
745         }
746         if (swap_pager_full != 2) {
747                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
748                 swap_pager_full = 2;
749                 swap_pager_almost_full = 1;
750         }
751         swdevhd = NULL;
752 done:
753         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
754         return (blk);
755 }
756
757 static int
758 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
759 {
760
761         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
762 }
763
764 static void
765 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
766 {
767         struct swdevt *sp;
768
769         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
770         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
771                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
772                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
773                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
774                             unmapped_buf_allowed) {
775                                 bp->b_kvaalloc = bp->b_data;
776                                 bp->b_data = unmapped_buf;
777                                 bp->b_kvabase = unmapped_buf;
778                                 bp->b_offset = 0;
779                                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
780                         } else {
781                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
782                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
783                         }
784                         sp->sw_strategy(bp, sp);
785                         return;
786                 }
787         }
788         panic("Swapdev not found");
789 }
790
791
792 /*
793  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
794  *
795  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
796  *
797  *      This routine may not sleep.
798  */
799 static void
800 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
801 {
802         struct swdevt *sp;
803
804         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
805         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
806                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
807                         sp->sw_used -= npages;
808                         /*
809                          * If we are attempting to stop swapping on
810                          * this device, we don't want to mark any
811                          * blocks free lest they be reused.
812                          */
813                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
814                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
815                                     npages);
816                                 swap_pager_avail += npages;
817                                 swp_sizecheck();
818                         }
819                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
820                         return;
821                 }
822         }
823         panic("Swapdev not found");
824 }
825
826 /*
827  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
828  *                              range within an object.
829  *
830  *      This is a globally accessible routine.
831  *
832  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
833  *
834  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
835  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
836  *      we should be ok.
837  *
838  *      The object must be locked.
839  */
840 void
841 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
842 {
843
844         swp_pager_meta_free(object, start, size);
845 }
846
847 /*
848  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
849  *
850  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
851  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
852  *
853  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
854  */
855 int
856 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
857 {
858         int n = 0;
859         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
860         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
861
862         VM_OBJECT_WLOCK(object);
863         while (size) {
864                 if (n == 0) {
865                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
866                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
867                                 n >>= 1;
868                                 if (n == 0) {
869                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
870                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
871                                         return (-1);
872                                 }
873                         }
874                 }
875                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
876                 --size;
877                 ++start;
878                 ++blk;
879                 --n;
880         }
881         swp_pager_meta_free(object, start, n);
882         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
883         return (0);
884 }
885
886 /*
887  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
888  *                      and destroy the source.
889  *
890  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
891  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
892  *      we keep the destination's.
893  *
894  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
895  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
896  *      progress on the source.
897  *
898  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
899  *
900  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
901  *
902  *      The source and destination objects must be locked.
903  *      Both object locks may temporarily be released.
904  */
905 void
906 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
907     vm_pindex_t offset, int destroysource)
908 {
909         vm_pindex_t i;
910
911         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
912         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
913
914         /*
915          * If destroysource is set, we remove the source object from the
916          * swap_pager internal queue now.
917          */
918         if (destroysource) {
919                 if (srcobject->handle != NULL) {
920                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
921                         TAILQ_REMOVE(
922                             NOBJLIST(srcobject->handle),
923                             srcobject,
924                             pager_object_list
925                         );
926                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
927                 }
928         }
929
930         /*
931          * transfer source to destination.
932          */
933         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
934                 daddr_t dstaddr;
935
936                 /*
937                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
938                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
939                  * if the destination is a resident page, in which case the
940                  * source is thrown away.
941                  */
942                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
943
944                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
945                         /*
946                          * Destination has no swapblk and is not resident,
947                          * copy source.
948                          */
949                         daddr_t srcaddr;
950
951                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
952                             srcobject,
953                             i + offset,
954                             SWM_POP
955                         );
956
957                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
958                                 /*
959                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
960                                  */
961                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
962                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
963                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
964                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
965                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
966                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
967                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
968                         }
969                 } else {
970                         /*
971                          * Destination has valid swapblk or it is represented
972                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
973                          */
974
975                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
976                 }
977         }
978
979         /*
980          * Free left over swap blocks in source.
981          *
982          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
983          * double-remove the object from the swap queues.
984          */
985         if (destroysource) {
986                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
987                 /*
988                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
989                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
990                  * for consistency since we've removed the object from its
991                  * queues.
992                  */
993                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
994         }
995 }
996
997 /*
998  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
999  *                              the requested page.
1000  *
1001  *      We determine whether good backing store exists for the requested
1002  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
1003  *
1004  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
1005  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
1006  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
1007  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
1008  *      doing here.
1009  */
1010 static boolean_t
1011 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
1012 {
1013         daddr_t blk0;
1014
1015         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1016         /*
1017          * do we have good backing store at the requested index ?
1018          */
1019         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1020
1021         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1022                 if (before)
1023                         *before = 0;
1024                 if (after)
1025                         *after = 0;
1026                 return (FALSE);
1027         }
1028
1029         /*
1030          * find backwards-looking contiguous good backing store
1031          */
1032         if (before != NULL) {
1033                 int i;
1034
1035                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1036                         daddr_t blk;
1037
1038                         if (i > pindex)
1039                                 break;
1040                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1041                         if (blk != blk0 - i)
1042                                 break;
1043                 }
1044                 *before = (i - 1);
1045         }
1046
1047         /*
1048          * find forward-looking contiguous good backing store
1049          */
1050         if (after != NULL) {
1051                 int i;
1052
1053                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1054                         daddr_t blk;
1055
1056                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1057                         if (blk != blk0 + i)
1058                                 break;
1059                 }
1060                 *after = (i - 1);
1061         }
1062         return (TRUE);
1063 }
1064
1065 /*
1066  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1067  *
1068  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1069  *      not, from the page.
1070  *
1071  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1072  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1073  *      calls us in a special-case situation
1074  *
1075  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1076  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1077  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1078  *      depends on it.
1079  *
1080  *      This routine may not sleep.
1081  *
1082  *      The object containing the page must be locked.
1083  */
1084 static void
1085 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1086 {
1087
1088         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
1093  *
1094  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
1095  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1096  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1097  *      belongs to the same object.
1098  *
1099  *      The code is designed for asynchronous operation and
1100  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1101  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1102  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1103  *
1104  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1105  *      calling us and we should return with the same.
1106  *
1107  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1108  *      left busy, but the others adjusted.
1109  */
1110 static int
1111 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
1112 {
1113         struct buf *bp;
1114         vm_page_t mreq;
1115         int i;
1116         int j;
1117         daddr_t blk;
1118
1119         mreq = m[reqpage];
1120
1121         /*
1122          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1123          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
1124          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
1125          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the
1126          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1127          *
1128          * The swp_*() calls must be made with the object locked.
1129          */
1130         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1131
1132         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1133                 daddr_t iblk;
1134
1135                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1136                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1137                         break;
1138         }
1139         ++i;
1140
1141         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1142                 daddr_t jblk;
1143
1144                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1145                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1146                         break;
1147         }
1148
1149         /*
1150          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1151          * mreq, it must remain busy throughout.
1152          */
1153         if (0 < i || j < count) {
1154                 int k;
1155
1156                 for (k = 0; k < i; ++k)
1157                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1158                 for (k = j; k < count; ++k)
1159                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1160         }
1161
1162         /*
1163          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq
1164          * still busy, but the others unbusied.
1165          */
1166         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1167                 return (VM_PAGER_FAIL);
1168
1169         /*
1170          * Getpbuf() can sleep.
1171          */
1172         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1173         /*
1174          * Get a swap buffer header to perform the IO
1175          */
1176         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1177         bp->b_flags |= B_PAGING;
1178
1179         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1180         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1181         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1182         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1183         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1184         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1185         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1186         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1187
1188         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1189         {
1190                 int k;
1191
1192                 for (k = i; k < j; ++k) {
1193                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1194                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1195                 }
1196         }
1197         bp->b_npages = j - i;
1198
1199         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1200         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1201
1202         /*
1203          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1204          * does not remove it.
1205          */
1206         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1207         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1208
1209         /*
1210          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1211          * this point because we automatically release it on completion.
1212          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1213          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1214          *
1215          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1216          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1217          *
1218          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1219          */
1220         BUF_KERNPROC(bp);
1221         swp_pager_strategy(bp);
1222
1223         /*
1224          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1225          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1226          * is set in the meta-data.
1227          */
1228         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1229         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1230                 mreq->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1231                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1232                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1233                     "swread", hz * 20)) {
1234                         printf(
1235 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1236                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1237                 }
1238         }
1239
1240         /*
1241          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1242          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1243          * not be valid.
1244          */
1245         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1246                 return (VM_PAGER_ERROR);
1247         } else {
1248                 return (VM_PAGER_OK);
1249         }
1250
1251         /*
1252          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1253          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1254          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1255          * to all-zero's later.
1256          */
1257 }
1258
1259 /*
1260  *      swap_pager_getpages_async():
1261  *
1262  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1263  *      swap_pager_getpages().
1264  */
1265 static int
1266 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1267     int reqpage, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1268 {
1269         int r, error;
1270
1271         r = swap_pager_getpages(object, m, count, reqpage);
1272         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1273         switch (r) {
1274         case VM_PAGER_OK:
1275                 error = 0;
1276                 break;
1277         case VM_PAGER_ERROR:
1278                 error = EIO;
1279                 break;
1280         case VM_PAGER_FAIL:
1281                 error = EINVAL;
1282                 break;
1283         default:
1284                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1285         }
1286         (iodone)(arg, m, count, error);
1287         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1288
1289         return (r);
1290 }
1291
1292 /*
1293  *      swap_pager_putpages:
1294  *
1295  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1296  *
1297  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1298  *      are automatically converted to SWAP objects.
1299  *
1300  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1301  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1302  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1303  *      which needs work.
1304  *
1305  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1306  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1307  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1308  *      completion.
1309  *
1310  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1311  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1312  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1313  */
1314 void
1315 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1316     int flags, int *rtvals)
1317 {
1318         int i, n;
1319         boolean_t sync;
1320
1321         if (count && m[0]->object != object) {
1322                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1323                     object,
1324                     m[0]->object
1325                 );
1326         }
1327
1328         /*
1329          * Step 1
1330          *
1331          * Turn object into OBJT_SWAP
1332          * check for bogus sysops
1333          * force sync if not pageout process
1334          */
1335         if (object->type != OBJT_SWAP)
1336                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1337         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1338
1339         n = 0;
1340         if (curproc != pageproc)
1341                 sync = TRUE;
1342         else
1343                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1344
1345         /*
1346          * Step 2
1347          *
1348          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1349          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1350          * successfully.
1351          */
1352         for (i = 0; i < count; i += n) {
1353                 int j;
1354                 struct buf *bp;
1355                 daddr_t blk;
1356
1357                 /*
1358                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1359                  */
1360                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1361                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1362
1363                 /*
1364                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1365                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1366                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1367                  * fragment swap.
1368                  */
1369                 while (
1370                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1371                     n > 4
1372                 ) {
1373                         n >>= 1;
1374                 }
1375                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1376                         for (j = 0; j < n; ++j)
1377                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1378                         continue;
1379                 }
1380
1381                 /*
1382                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1383                  * request and assign the swap space.
1384                  */
1385                 if (sync == TRUE) {
1386                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1387                 } else {
1388                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1389                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1390                 }
1391                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1392                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1393
1394                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1395                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1396                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1397                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1398                 bp->b_blkno = blk;
1399
1400                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1401                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1402                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1403
1404                         swp_pager_meta_build(
1405                             mreq->object,
1406                             mreq->pindex,
1407                             blk + j
1408                         );
1409                         vm_page_dirty(mreq);
1410                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1411
1412                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1413                         bp->b_pages[j] = mreq;
1414                 }
1415                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1416                 bp->b_npages = n;
1417                 /*
1418                  * Must set dirty range for NFS to work.
1419                  */
1420                 bp->b_dirtyoff = 0;
1421                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1422
1423                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1424                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1425
1426                 /*
1427                  * asynchronous
1428                  *
1429                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1430                  */
1431                 if (sync == FALSE) {
1432                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1433                         BUF_KERNPROC(bp);
1434                         swp_pager_strategy(bp);
1435
1436                         for (j = 0; j < n; ++j)
1437                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1438                         /* restart outter loop */
1439                         continue;
1440                 }
1441
1442                 /*
1443                  * synchronous
1444                  *
1445                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1446                  */
1447                 bp->b_iodone = bdone;
1448                 swp_pager_strategy(bp);
1449
1450                 /*
1451                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1452                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1453                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1454                  * double-free.
1455                  */
1456                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1457                 for (j = 0; j < n; ++j)
1458                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1459                 /*
1460                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1461                  * normal async completion, which frees everything up.
1462                  */
1463                 swp_pager_async_iodone(bp);
1464         }
1465         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1466 }
1467
1468 /*
1469  *      swp_pager_async_iodone:
1470  *
1471  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1472  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1473  *
1474  *      This routine may not sleep.
1475  */
1476 static void
1477 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1478 {
1479         int i;
1480         vm_object_t object = NULL;
1481
1482         /*
1483          * report error
1484          */
1485         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1486                 printf(
1487                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1488                         "size %ld, error %d\n",
1489                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1490                     (long)bp->b_blkno,
1491                     (long)bp->b_bcount,
1492                     bp->b_error
1493                 );
1494         }
1495
1496         /*
1497          * remove the mapping for kernel virtual
1498          */
1499         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
1500                 bp->b_data = bp->b_kvaalloc;
1501                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
1502                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
1503         } else
1504                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1505
1506         if (bp->b_npages) {
1507                 object = bp->b_pages[0]->object;
1508                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1509         }
1510
1511         /*
1512          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1513          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1514          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1515          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1516          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1517          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1518          */
1519         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1520                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1521
1522                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1523                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1524                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1525                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1526                 }
1527
1528                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1529                         /*
1530                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1531                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1532                          * can never be used again.  But I can't from an
1533                          * interrupt.
1534                          */
1535                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1536                                 /*
1537                                  * When reading, reqpage needs to stay
1538                                  * locked for the parent, but all other
1539                                  * pages can be freed.  We still want to
1540                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1541                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and
1542                                  * not match anything ).
1543                                  *
1544                                  * We have to wake specifically requested pages
1545                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1546                                  * someone may be waiting for that.
1547                                  *
1548                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1549                                  * be overridden by the original caller of
1550                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1551                                  */
1552                                 m->valid = 0;
1553                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1554                                         swp_pager_free_nrpage(m);
1555                                 else {
1556                                         vm_page_lock(m);
1557                                         vm_page_flash(m);
1558                                         vm_page_unlock(m);
1559                                 }
1560                                 /*
1561                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake
1562                                  * the page up.  The caller needs to.
1563                                  */
1564                         } else {
1565                                 /*
1566                                  * If a write error occurs, reactivate page
1567                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1568                                  * then finish the I/O.
1569                                  */
1570                                 vm_page_dirty(m);
1571                                 vm_page_lock(m);
1572                                 vm_page_activate(m);
1573                                 vm_page_unlock(m);
1574                                 vm_page_sunbusy(m);
1575                         }
1576                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1577                         /*
1578                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1579                          * overridden by the original caller of getpages so
1580                          * we cannot set them in order to free the underlying
1581                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1582                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1583                          * that existed in the old swapper for a time before
1584                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1585                          *
1586                          * If not the requested page then deactivate it.
1587                          *
1588                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1589                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1590                          * other pages are released (unbusied) by
1591                          * vm_page_xunbusy().
1592                          */
1593                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1594                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1595                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1596                         KASSERT(m->dirty == 0,
1597                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1598
1599                         /*
1600                          * We have to wake specifically requested pages
1601                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1602                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1603                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1604                          * requested page - getpages expects it to be
1605                          * left busy.
1606                          */
1607                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1608                                 vm_page_lock(m);
1609                                 vm_page_deactivate(m);
1610                                 vm_page_unlock(m);
1611                                 vm_page_xunbusy(m);
1612                         } else {
1613                                 vm_page_lock(m);
1614                                 vm_page_flash(m);
1615                                 vm_page_unlock(m);
1616                         }
1617                 } else {
1618                         /*
1619                          * For write success, clear the dirty
1620                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1621                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1622                          */
1623                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1624                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1625                             " protected", m));
1626                         vm_page_undirty(m);
1627                         vm_page_sunbusy(m);
1628                         if (vm_page_count_severe()) {
1629                                 vm_page_lock(m);
1630                                 vm_page_try_to_cache(m);
1631                                 vm_page_unlock(m);
1632                         }
1633                 }
1634         }
1635
1636         /*
1637          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1638          * pip refs on the object.
1639          */
1640         if (object != NULL) {
1641                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1642                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1643         }
1644
1645         /*
1646          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1647          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1648          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1649          */
1650         if (bp->b_vp) {
1651                     bp->b_vp = NULL;
1652                     bp->b_bufobj = NULL;
1653         }
1654         /*
1655          * release the physical I/O buffer
1656          */
1657         relpbuf(
1658             bp,
1659             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1660                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1661                     &nsw_wcount_async :
1662                     &nsw_wcount_sync
1663                 )
1664             )
1665         );
1666 }
1667
1668 /*
1669  *      swap_pager_isswapped:
1670  *
1671  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1672  *      out to the given swap device.
1673  *
1674  *      This routine may not sleep.
1675  */
1676 int
1677 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1678 {
1679         daddr_t index = 0;
1680         int bcount;
1681         int i;
1682
1683         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1684         if (object->type != OBJT_SWAP)
1685                 return (0);
1686
1687         mtx_lock(&swhash_mtx);
1688         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1689                 struct swblock *swap;
1690
1691                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1692                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1693                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1694                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1695                                         return (1);
1696                                 }
1697                         }
1698                 }
1699                 index += SWAP_META_PAGES;
1700         }
1701         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1702         return (0);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1707  *
1708  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1709  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1710  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1711  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1712  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1713  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1714  *      paged in.
1715  *
1716  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1717  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1718  */
1719 static inline void
1720 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1721 {
1722         vm_page_t m;
1723
1724         vm_object_pip_add(object, 1);
1725         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1726         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1727                 vm_object_pip_wakeup(object);
1728                 vm_page_dirty(m);
1729                 vm_page_lock(m);
1730                 vm_page_activate(m);
1731                 vm_page_unlock(m);
1732                 vm_page_xunbusy(m);
1733                 vm_pager_page_unswapped(m);
1734                 return;
1735         }
1736
1737         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1738                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1739         vm_object_pip_wakeup(object);
1740         vm_page_dirty(m);
1741         vm_page_lock(m);
1742         vm_page_deactivate(m);
1743         vm_page_unlock(m);
1744         vm_page_xunbusy(m);
1745         vm_pager_page_unswapped(m);
1746 }
1747
1748 /*
1749  *      swap_pager_swapoff:
1750  *
1751  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1752  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1753  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1754  *      There may be no processes swapped out to the device.
1755  *
1756  *      This routine may block.
1757  */
1758 static void
1759 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1760 {
1761         struct swblock *swap;
1762         int i, j, retries;
1763
1764         GIANT_REQUIRED;
1765
1766         retries = 0;
1767 full_rescan:
1768         mtx_lock(&swhash_mtx);
1769         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1770 restart:
1771                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1772                         vm_object_t object = swap->swb_object;
1773                         vm_pindex_t pindex = swap->swb_index;
1774                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1775                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp)) {
1776                                         /* avoid deadlock */
1777                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1778                                                 break;
1779                                         } else {
1780                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1781                                                 swp_pager_force_pagein(object,
1782                                                     pindex + j);
1783                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1784                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1785                                                 goto restart;
1786                                         }
1787                                 }
1788                         }
1789                 }
1790         }
1791         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1792         if (sp->sw_used) {
1793                 /*
1794                  * Objects may be locked or paging to the device being
1795                  * removed, so we will miss their pages and need to
1796                  * make another pass.  We have marked this device as
1797                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1798                  */
1799                 retries++;
1800                 if (retries > 100) {
1801                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1802                             sp->sw_used);
1803                 }
1804                 pause("swpoff", hz / 20);
1805                 goto full_rescan;
1806         }
1807 }
1808
1809 /************************************************************************
1810  *                              SWAP META DATA                          *
1811  ************************************************************************
1812  *
1813  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1814  *      OBJT_SWAP object.
1815  *
1816  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1817  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1818  *      appropriate tracking counters.
1819  */
1820
1821 /*
1822  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1823  *
1824  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1825  *      object.
1826  *
1827  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1828  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1829  *      assigned swapblk is freed.
1830  */
1831 static void
1832 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1833 {
1834         static volatile int exhausted;
1835         struct swblock *swap;
1836         struct swblock **pswap;
1837         int idx;
1838
1839         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1840         /*
1841          * Convert default object to swap object if necessary
1842          */
1843         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1844                 object->type = OBJT_SWAP;
1845                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1846
1847                 if (object->handle != NULL) {
1848                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1849                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1850                             NOBJLIST(object->handle),
1851                             object,
1852                             pager_object_list
1853                         );
1854                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1855                 }
1856         }
1857
1858         /*
1859          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1860          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1861          * and, since the hash table may have changed, retry.
1862          */
1863 retry:
1864         mtx_lock(&swhash_mtx);
1865         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1866
1867         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1868                 int i;
1869
1870                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1871                         goto done;
1872
1873                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1874                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1875                 if (swap == NULL) {
1876                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1877                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1878                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1879                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1880                                         printf("swap zone exhausted, "
1881                                             "increase kern.maxswzone\n");
1882                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1883                                 pause("swzonex", 10);
1884                         } else
1885                                 VM_WAIT;
1886                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1887                         goto retry;
1888                 }
1889
1890                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1891                         printf("swap zone ok\n");
1892
1893                 swap->swb_hnext = NULL;
1894                 swap->swb_object = object;
1895                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1896                 swap->swb_count = 0;
1897
1898                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1899
1900                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1901                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1902         }
1903
1904         /*
1905          * Delete prior contents of metadata
1906          */
1907         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1908
1909         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1910                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1911                 --swap->swb_count;
1912         }
1913
1914         /*
1915          * Enter block into metadata
1916          */
1917         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1918         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1919                 ++swap->swb_count;
1920 done:
1921         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1922 }
1923
1924 /*
1925  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1926  *
1927  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1928  *      returned to the swap bitmap.
1929  *
1930  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1931  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1932  *      with resident pages.
1933  */
1934 static void
1935 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1936 {
1937
1938         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1939         if (object->type != OBJT_SWAP)
1940                 return;
1941
1942         while (count > 0) {
1943                 struct swblock **pswap;
1944                 struct swblock *swap;
1945
1946                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1947                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1948
1949                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1950                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1951
1952                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1953                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1954                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1955                                         SWAPBLK_NONE;
1956                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1957                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1958                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1959                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1960                                 }
1961                         }
1962                         --count;
1963                         ++index;
1964                 } else {
1965                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1966                         count -= n;
1967                         index += n;
1968                 }
1969                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1970         }
1971 }
1972
1973 /*
1974  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1975  *
1976  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1977  *      an object.
1978  */
1979 static void
1980 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1981 {
1982         daddr_t index = 0;
1983
1984         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1985         if (object->type != OBJT_SWAP)
1986                 return;
1987
1988         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1989                 struct swblock **pswap;
1990                 struct swblock *swap;
1991
1992                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1993                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1994                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1995                         int i;
1996
1997                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1998                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1999                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2000                                         --swap->swb_count;
2001                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
2002                                 }
2003                         }
2004                         if (swap->swb_count != 0)
2005                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2006                         *pswap = swap->swb_hnext;
2007                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2008                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2009                 }
2010                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
2011                 index += SWAP_META_PAGES;
2012         }
2013 }
2014
2015 /*
2016  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2017  *
2018  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2019  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2020  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2021  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2022  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
2023  *      meta-data swapblks.
2024  *
2025  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2026  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2027  *
2028  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
2029  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
2030  *      busy page.
2031  *
2032  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2033  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2034  */
2035 static daddr_t
2036 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
2037 {
2038         struct swblock **pswap;
2039         struct swblock *swap;
2040         daddr_t r1;
2041         int idx;
2042
2043         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2044         /*
2045          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
2046          * and even then might not be allocated yet.
2047          */
2048         if (object->type != OBJT_SWAP)
2049                 return (SWAPBLK_NONE);
2050
2051         r1 = SWAPBLK_NONE;
2052         mtx_lock(&swhash_mtx);
2053         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
2054
2055         if ((swap = *pswap) != NULL) {
2056                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
2057                 r1 = swap->swb_pages[idx];
2058
2059                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2060                         if (flags & SWM_FREE) {
2061                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
2062                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2063                         }
2064                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2065                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2066                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2067                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2068                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2069                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2070                                 }
2071                         }
2072                 }
2073         }
2074         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2075         return (r1);
2076 }
2077
2078 /*
2079  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2080  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2081  * if already swapping on this device.
2082  */
2083 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2084 struct swapon_args {
2085         char *name;
2086 };
2087 #endif
2088
2089 /*
2090  * MPSAFE
2091  */
2092 /* ARGSUSED */
2093 int
2094 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2095 {
2096         struct vattr attr;
2097         struct vnode *vp;
2098         struct nameidata nd;
2099         int error;
2100
2101         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2102         if (error)
2103                 return (error);
2104
2105         mtx_lock(&Giant);
2106         while (swdev_syscall_active)
2107             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
2108         swdev_syscall_active = 1;
2109
2110         /*
2111          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2112          * memory of >1GB.
2113          */
2114         if (swap_zone == NULL) {
2115                 error = ENOMEM;
2116                 goto done;
2117         }
2118
2119         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2120             uap->name, td);
2121         error = namei(&nd);
2122         if (error)
2123                 goto done;
2124
2125         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2126         vp = nd.ni_vp;
2127
2128         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2129                 error = swapongeom(td, vp);
2130         } else if (vp->v_type == VREG &&
2131             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2132             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2133                 /*
2134                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2135                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2136                  */
2137                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2138         }
2139
2140         if (error)
2141                 vrele(vp);
2142 done:
2143         swdev_syscall_active = 0;
2144         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2145         mtx_unlock(&Giant);
2146         return (error);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2151  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2152  * message and return -1; otherwise, return 0.
2153  */
2154 static int
2155 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2156 {
2157         unsigned long maxpages;
2158
2159         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2160         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2161
2162         /* recommend using no more than half that amount */
2163         if (npages > maxpages / 2) {
2164                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2165                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2166                     npages, maxpages / 2);
2167                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2168                     "or reduce amount of swap.\n");
2169                 return (-1);
2170         }
2171         return (0);
2172 }
2173
2174 static void
2175 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2176     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2177 {
2178         struct swdevt *sp, *tsp;
2179         swblk_t dvbase;
2180         u_long mblocks;
2181
2182         /*
2183          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2184          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2185          *
2186          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2187          */
2188         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2189         nblks = dbtoc(nblks);
2190
2191         /*
2192          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2193          * tree bitmap code.
2194          */
2195         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2196         if (nblks > mblocks) {
2197                 printf(
2198     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2199                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2200                 nblks = mblocks;
2201         }
2202
2203         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2204         sp->sw_vp = vp;
2205         sp->sw_id = id;
2206         sp->sw_dev = dev;
2207         sp->sw_flags = 0;
2208         sp->sw_nblks = nblks;
2209         sp->sw_used = 0;
2210         sp->sw_strategy = strategy;
2211         sp->sw_close = close;
2212         sp->sw_flags = flags;
2213
2214         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2215         /*
2216          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2217          * any bsd label at the front of the partition
2218          */
2219         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2220
2221         dvbase = 0;
2222         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2223         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2224                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2225                         /*
2226                          * We put one uncovered page between the devices
2227                          * in order to definitively prevent any cross-device
2228                          * I/O requests
2229                          */
2230                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2231                 }
2232         }
2233         sp->sw_first = dvbase;
2234         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2235         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2236         nswapdev++;
2237         swap_pager_avail += nblks;
2238         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2239         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2240         swp_sizecheck();
2241         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2242 }
2243
2244 /*
2245  * SYSCALL: swapoff(devname)
2246  *
2247  * Disable swapping on the given device.
2248  *
2249  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2250  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2251  * only to make this work.
2252  */
2253 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2254 struct swapoff_args {
2255         char *name;
2256 };
2257 #endif
2258
2259 /*
2260  * MPSAFE
2261  */
2262 /* ARGSUSED */
2263 int
2264 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2265 {
2266         struct vnode *vp;
2267         struct nameidata nd;
2268         struct swdevt *sp;
2269         int error;
2270
2271         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2272         if (error)
2273                 return (error);
2274
2275         mtx_lock(&Giant);
2276         while (swdev_syscall_active)
2277             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2278         swdev_syscall_active = 1;
2279
2280         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2281             td);
2282         error = namei(&nd);
2283         if (error)
2284                 goto done;
2285         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2286         vp = nd.ni_vp;
2287
2288         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2289         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2290                 if (sp->sw_vp == vp)
2291                         break;
2292         }
2293         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2294         if (sp == NULL) {
2295                 error = EINVAL;
2296                 goto done;
2297         }
2298         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2299 done:
2300         swdev_syscall_active = 0;
2301         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2302         mtx_unlock(&Giant);
2303         return (error);
2304 }
2305
2306 static int
2307 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2308 {
2309         u_long nblks, dvbase;
2310 #ifdef MAC
2311         int error;
2312 #endif
2313
2314         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2315 #ifdef MAC
2316         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2317         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2318         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2319         if (error != 0)
2320                 return (error);
2321 #endif
2322         nblks = sp->sw_nblks;
2323
2324         /*
2325          * We can turn off this swap device safely only if the
2326          * available virtual memory in the system will fit the amount
2327          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2328          * the system doesn't become critically low on swap space.
2329          */
2330         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2331             nblks + nswap_lowat) {
2332                 return (ENOMEM);
2333         }
2334
2335         /*
2336          * Prevent further allocations on this device.
2337          */
2338         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2339         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2340         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2341                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2342                      dvbase, dmmax);
2343         }
2344         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2345         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2346
2347         /*
2348          * Page in the contents of the device and close it.
2349          */
2350         swap_pager_swapoff(sp);
2351
2352         sp->sw_close(curthread, sp);
2353         sp->sw_id = NULL;
2354         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2355         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2356         nswapdev--;
2357         if (nswapdev == 0) {
2358                 swap_pager_full = 2;
2359                 swap_pager_almost_full = 1;
2360         }
2361         if (swdevhd == sp)
2362                 swdevhd = NULL;
2363         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2364         blist_destroy(sp->sw_blist);
2365         free(sp, M_VMPGDATA);
2366         return (0);
2367 }
2368
2369 void
2370 swapoff_all(void)
2371 {
2372         struct swdevt *sp, *spt;
2373         const char *devname;
2374         int error;
2375
2376         mtx_lock(&Giant);
2377         while (swdev_syscall_active)
2378                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2379         swdev_syscall_active = 1;
2380
2381         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2382         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2383                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2384                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2385                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2386                 else
2387                         devname = "[file]";
2388                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2389                 if (error != 0) {
2390                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2391                             "skipping.\n", devname, error);
2392                 } else if (bootverbose) {
2393                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2394                 }
2395                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2396         }
2397         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2398
2399         swdev_syscall_active = 0;
2400         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2401         mtx_unlock(&Giant);
2402 }
2403
2404 void
2405 swap_pager_status(int *total, int *used)
2406 {
2407         struct swdevt *sp;
2408
2409         *total = 0;
2410         *used = 0;
2411         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2412         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2413                 *total += sp->sw_nblks;
2414                 *used += sp->sw_used;
2415         }
2416         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2417 }
2418
2419 int
2420 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2421 {
2422         struct swdevt *sp;
2423         const char *tmp_devname;
2424         int error, n;
2425
2426         n = 0;
2427         error = ENOENT;
2428         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2429         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2430                 if (n != name) {
2431                         n++;
2432                         continue;
2433                 }
2434                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2435                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2436                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2437                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2438                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2439                 if (devname != NULL) {
2440                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2441                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2442                         else
2443                                 tmp_devname = "[file]";
2444                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2445                 }
2446                 error = 0;
2447                 break;
2448         }
2449         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2450         return (error);
2451 }
2452
2453 static int
2454 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2455 {
2456         struct xswdev xs;
2457         int error;
2458
2459         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2460                 return (EINVAL);
2461         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2462         if (error != 0)
2463                 return (error);
2464         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2465         return (error);
2466 }
2467
2468 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2469     "Number of swap devices");
2470 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2471     "Swap statistics by device");
2472
2473 /*
2474  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2475  *                        vmspace.
2476  *
2477  *      The map must be locked.
2478  *
2479  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2480  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2481  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2482  *      count for at least 1 swap page.
2483  */
2484 long
2485 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2486 {
2487         vm_map_t map;
2488         vm_map_entry_t cur;
2489         vm_object_t object;
2490         long count, n;
2491
2492         map = &vmspace->vm_map;
2493         count = 0;
2494
2495         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2496                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2497                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2498                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2499                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2500                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2501                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2502                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2503                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2504                         }
2505                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2506                 }
2507         }
2508         return (count);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * GEOM backend
2513  *
2514  * Swapping onto disk devices.
2515  *
2516  */
2517
2518 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2519
2520 static struct g_class g_swap_class = {
2521         .name = "SWAP",
2522         .version = G_VERSION,
2523         .orphan = swapgeom_orphan,
2524 };
2525
2526 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2527
2528
2529 static void
2530 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2531 {
2532         struct g_consumer *cp;
2533
2534         cp = arg;
2535         g_access(cp, -1, -1, 0);
2536         g_detach(cp);
2537         g_destroy_consumer(cp);
2538 }
2539
2540 static void
2541 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2542 {
2543         struct swdevt *sp;
2544         struct buf *bp;
2545         struct g_consumer *cp;
2546
2547         bp = bp2->bio_caller2;
2548         cp = bp2->bio_from;
2549         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2550         if (bp2->bio_error)
2551                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2552         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2553         bp->b_error = bp2->bio_error;
2554         bufdone(bp);
2555         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2556         if ((--cp->index) == 0 && cp->private) {
2557                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0) {
2558                         sp = bp2->bio_caller1;
2559                         sp->sw_id = NULL;
2560                 }
2561         }
2562         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2563         g_destroy_bio(bp2);
2564 }
2565
2566 static void
2567 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2568 {
2569         struct bio *bio;
2570         struct g_consumer *cp;
2571
2572         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2573         cp = sp->sw_id;
2574         if (cp == NULL) {
2575                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2576                 bp->b_error = ENXIO;
2577                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2578                 bufdone(bp);
2579                 return;
2580         }
2581         cp->index++;
2582         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2583         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2584                 bio = g_new_bio();
2585         else
2586                 bio = g_alloc_bio();
2587         if (bio == NULL) {
2588                 bp->b_error = ENOMEM;
2589                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2590                 bufdone(bp);
2591                 return;
2592         }
2593
2594         bio->bio_caller1 = sp;
2595         bio->bio_caller2 = bp;
2596         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2597         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2598         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2599         bio->bio_done = swapgeom_done;
2600         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
2601                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2602                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2603                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2604                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2605                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2606         } else {
2607                 bio->bio_data = bp->b_data;
2608                 bio->bio_ma = NULL;
2609         }
2610         g_io_request(bio, cp);
2611         return;
2612 }
2613
2614 static void
2615 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2616 {
2617         struct swdevt *sp;
2618         int destroy;
2619
2620         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2621         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2622                 if (sp->sw_id == cp) {
2623                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2624                         break;
2625                 }
2626         }
2627         cp->private = (void *)(uintptr_t)1;
2628         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2629         if (destroy)
2630                 sp->sw_id = NULL;
2631         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2632         if (destroy)
2633                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2634 }
2635
2636 static void
2637 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2638 {
2639         struct g_consumer *cp;
2640
2641         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2642         cp = sw->sw_id;
2643         sw->sw_id = NULL;
2644         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2645         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2646         if (cp != NULL)
2647                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2648 }
2649
2650
2651 struct swh0h0 {
2652         struct cdev *dev;
2653         struct vnode *vp;
2654         int     error;
2655 };
2656
2657 static void
2658 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2659 {
2660         struct swh0h0 *swh;
2661         struct g_provider *pp;
2662         struct g_consumer *cp;
2663         static struct g_geom *gp;
2664         struct swdevt *sp;
2665         u_long nblks;
2666         int error;
2667
2668         swh = arg;
2669         swh->error = 0;
2670         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2671         if (pp == NULL) {
2672                 swh->error = ENODEV;
2673                 return;
2674         }
2675         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2676         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2677                 cp = sp->sw_id;
2678                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2679                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2680                         swh->error = EBUSY;
2681                         return;
2682                 }
2683         }
2684         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2685         if (gp == NULL)
2686                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2687         cp = g_new_consumer(gp);
2688         cp->index = 0;          /* Number of active I/Os. */
2689         cp->private = NULL;     /* Orphanization flag */
2690         g_attach(cp, pp);
2691         /*
2692          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2693          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2694          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2695          * set an exclusive count :-(
2696          */
2697         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2698         if (error) {
2699                 g_detach(cp);
2700                 g_destroy_consumer(cp);
2701                 swh->error = error;
2702                 return;
2703         }
2704         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2705         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2706             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev),
2707             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2708         swh->error = 0;
2709 }
2710
2711 static int
2712 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2713 {
2714         int error;
2715         struct swh0h0 swh;
2716
2717         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2718
2719         swh.dev = vp->v_rdev;
2720         swh.vp = vp;
2721         swh.error = 0;
2722         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2723         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2724         if (!error)
2725                 error = swh.error;
2726         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2727         return (error);
2728 }
2729
2730 /*
2731  * VNODE backend
2732  *
2733  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2734  * with NFS) swapfiles.
2735  *
2736  */
2737
2738 static void
2739 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2740 {
2741         struct vnode *vp2;
2742
2743         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2744
2745         vp2 = sp->sw_id;
2746         vhold(vp2);
2747         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2748                 if (bp->b_bufobj)
2749                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2750                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2751         }
2752         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2753                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2754         bp->b_vp = vp2;
2755         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2756         bstrategy(bp);
2757         return;
2758 }
2759
2760 static void
2761 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2762 {
2763
2764         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2765         vrele(sp->sw_vp);
2766 }
2767
2768
2769 static int
2770 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2771 {
2772         struct swdevt *sp;
2773         int error;
2774
2775         if (nblks == 0)
2776                 return (ENXIO);
2777         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2778         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2779                 if (sp->sw_id == vp) {
2780                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2781                         return (EBUSY);
2782                 }
2783         }
2784         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2785
2786         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2787 #ifdef MAC
2788         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2789         if (error == 0)
2790 #endif
2791                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2792         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2793         if (error)
2794                 return (error);
2795
2796         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2797             NODEV, 0);
2798         return (0);
2799 }
2800
2801 static int
2802 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2803 {
2804         int error, new, n;
2805
2806         new = nsw_wcount_async_max;
2807         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2808         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2809                 return (error);
2810
2811         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2812                 return (EINVAL);
2813
2814         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2815         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2816                 /*
2817                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2818                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2819                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2820                  */
2821                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2822                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2823                         nsw_wcount_async += n;
2824                         nsw_wcount_async_max += n;
2825                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2826                 } else {
2827                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2828                         nsw_wcount_async = 0;
2829                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2830                             "swpsysctl", 0);
2831                 }
2832         }
2833         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2834
2835         return (0);
2836 }