]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Replace global swhash in swap pager with per-object trie to track swap
[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_compat.h"
73 #include "opt_swap.h"
74 #include "opt_vm.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/conf.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/priv.h>
81 #include <sys/proc.h>
82 #include <sys/bio.h>
83 #include <sys/buf.h>
84 #include <sys/disk.h>
85 #include <sys/fcntl.h>
86 #include <sys/mount.h>
87 #include <sys/namei.h>
88 #include <sys/vnode.h>
89 #include <sys/malloc.h>
90 #include <sys/pctrie.h>
91 #include <sys/racct.h>
92 #include <sys/resource.h>
93 #include <sys/resourcevar.h>
94 #include <sys/rwlock.h>
95 #include <sys/sysctl.h>
96 #include <sys/sysproto.h>
97 #include <sys/blist.h>
98 #include <sys/lock.h>
99 #include <sys/sx.h>
100 #include <sys/vmmeter.h>
101
102 #include <security/mac/mac_framework.h>
103
104 #include <vm/vm.h>
105 #include <vm/pmap.h>
106 #include <vm/vm_map.h>
107 #include <vm/vm_kern.h>
108 #include <vm/vm_object.h>
109 #include <vm/vm_page.h>
110 #include <vm/vm_pager.h>
111 #include <vm/vm_pageout.h>
112 #include <vm/vm_param.h>
113 #include <vm/swap_pager.h>
114 #include <vm/vm_extern.h>
115 #include <vm/uma.h>
116
117 #include <geom/geom.h>
118
119 /*
120  * MAX_PAGEOUT_CLUSTER must be a power of 2 between 1 and 64.
121  * The 64-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
122  */
123 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
124 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER     32
125 #endif
126
127 #if !defined(SWB_NPAGES)
128 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
129 #endif
130
131 #define SWAP_META_PAGES         PCTRIE_COUNT
132
133 /*
134  * A swblk structure maps each page index within a
135  * SWAP_META_PAGES-aligned and sized range to the address of an
136  * on-disk swap block (or SWAPBLK_NONE). The collection of these
137  * mappings for an entire vm object is implemented as a pc-trie.
138  */
139 struct swblk {
140         vm_pindex_t     p;
141         daddr_t         d[SWAP_META_PAGES];
142 };
143
144 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
145 static struct mtx sw_dev_mtx;
146 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
147 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
148 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
149 int swap_pager_avail;
150 static struct sx swdev_syscall_lock;    /* serialize swap(on|off) */
151
152 static vm_ooffset_t swap_total;
153 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
154     "Total amount of available swap storage.");
155 static vm_ooffset_t swap_reserved;
156 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
157     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
158 static int overcommit = 0;
159 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
160     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
161     "for details.");
162 static unsigned long swzone;
163 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
164     "Actual size of swap metadata zone");
165 static unsigned long swap_maxpages;
166 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
167     "Maximum amount of swap supported");
168
169 /* bits from overcommit */
170 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
171 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
172 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
173
174 int
175 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
176 {
177
178         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
179 }
180
181 int
182 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
183 {
184         vm_ooffset_t r, s;
185         int res, error;
186         static int curfail;
187         static struct timeval lastfail;
188         struct uidinfo *uip;
189
190         uip = cred->cr_ruidinfo;
191
192         if (incr & PAGE_MASK)
193                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
194
195 #ifdef RACCT
196         if (racct_enable) {
197                 PROC_LOCK(curproc);
198                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
199                 PROC_UNLOCK(curproc);
200                 if (error != 0)
201                         return (0);
202         }
203 #endif
204
205         res = 0;
206         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
207         r = swap_reserved + incr;
208         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
209                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
210                 s *= PAGE_SIZE;
211         } else
212                 s = 0;
213         s += swap_total;
214         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
215             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
216                 res = 1;
217                 swap_reserved = r;
218         }
219         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
220
221         if (res) {
222                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
223                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
224                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
225                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
226                         res = 0;
227                 else
228                         uip->ui_vmsize += incr;
229                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
230                 if (!res) {
231                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
232                         swap_reserved -= incr;
233                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
234                 }
235         }
236         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
237                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
238                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
239         }
240
241 #ifdef RACCT
242         if (!res) {
243                 PROC_LOCK(curproc);
244                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
245                 PROC_UNLOCK(curproc);
246         }
247 #endif
248
249         return (res);
250 }
251
252 void
253 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
254 {
255         struct uidinfo *uip;
256
257         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
258         swap_reserved += incr;
259         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
260
261 #ifdef RACCT
262         PROC_LOCK(curproc);
263         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
264         PROC_UNLOCK(curproc);
265 #endif
266
267         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
268         PROC_LOCK(curproc);
269         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
270         uip->ui_vmsize += incr;
271         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
272         PROC_UNLOCK(curproc);
273 }
274
275 void
276 swap_release(vm_ooffset_t decr)
277 {
278         struct ucred *cred;
279
280         PROC_LOCK(curproc);
281         cred = curthread->td_ucred;
282         swap_release_by_cred(decr, cred);
283         PROC_UNLOCK(curproc);
284 }
285
286 void
287 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
288 {
289         struct uidinfo *uip;
290
291         uip = cred->cr_ruidinfo;
292
293         if (decr & PAGE_MASK)
294                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
295
296         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
297         if (swap_reserved < decr)
298                 panic("swap_reserved < decr");
299         swap_reserved -= decr;
300         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
301
302         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
303         if (uip->ui_vmsize < decr)
304                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
305         uip->ui_vmsize -= decr;
306         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
307
308         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
309 }
310
311 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
312 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
313
314 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
315 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
316 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
317 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
318 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
319 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
320 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
321
322 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
323 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW |
324     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I",
325     "Maximum running async swap ops");
326
327 static struct sx sw_alloc_sx;
328
329 /*
330  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
331  * of searching a named list by hashing it just a little.
332  */
333
334 #define NOBJLISTS               8
335
336 #define NOBJLIST(handle)        \
337         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
338
339 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
340 static uma_zone_t swblk_zone;
341 static uma_zone_t swpctrie_zone;
342
343 /*
344  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
345  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
346  * (see vm/swap_pager.h).
347  */
348 static vm_object_t
349                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
350                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
351 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
352 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
353     int *);
354 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
355     int *, pgo_getpages_iodone_t, void *);
356 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
357 static boolean_t
358                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
359 static void     swap_pager_init(void);
360 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
361 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
362
363 struct pagerops swappagerops = {
364         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
365         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
366         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
367         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
368         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
369         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
370         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
371         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
372 };
373
374 /*
375  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
376  * internal.
377  */
378 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
379 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
380
381 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &nsw_cluster_max, 0,
382     "Maximum size of a swap block in pages");
383
384 static void     swp_sizecheck(void);
385 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
386 static int      swapongeom(struct vnode *);
387 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
388 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
389
390 /*
391  * Swap bitmap functions
392  */
393 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
394 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
395
396 /*
397  * Metadata functions
398  */
399 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
400 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
401 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
402 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
403
404 static void *
405 swblk_trie_alloc(struct pctrie *ptree)
406 {
407
408         return (uma_zalloc(swpctrie_zone, M_NOWAIT | (curproc == pageproc ?
409             M_USE_RESERVE : 0)));
410 }
411
412 static void
413 swblk_trie_free(struct pctrie *ptree, void *node)
414 {
415
416         uma_zfree(swpctrie_zone, node);
417 }
418
419 PCTRIE_DEFINE(SWAP, swblk, p, swblk_trie_alloc, swblk_trie_free);
420
421 /*
422  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
423  *
424  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
425  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
426  *
427  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
428  *
429  *      No restrictions on call
430  *      This routine may not block.
431  */
432 static void
433 swp_sizecheck(void)
434 {
435
436         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
437                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
438                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
439                         swap_pager_almost_full = 1;
440                 }
441         } else {
442                 swap_pager_full = 0;
443                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
444                         swap_pager_almost_full = 0;
445         }
446 }
447
448 /*
449  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
450  *
451  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
452  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
453  *      system has yet to be initialized at this point.
454  */
455 static void
456 swap_pager_init(void)
457 {
458         /*
459          * Initialize object lists
460          */
461         int i;
462
463         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
464                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
465         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
466         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
467         sx_init(&swdev_syscall_lock, "swsysc");
468 }
469
470 /*
471  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
472  *
473  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
474  *      its main loop.
475  */
476 void
477 swap_pager_swap_init(void)
478 {
479         unsigned long n, n2;
480
481         /*
482          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
483          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
484          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
485          * but it isn't very efficient).
486          *
487          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
488          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
489          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
490          * constrained by the swap device interleave stripe size.
491          *
492          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
493          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
494          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
495          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
496          * a higher value would probably generate only a limited improvement
497          * with three or four active swap devices since the system does not
498          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
499          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
500          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
501          * So it all works out pretty well.
502          */
503         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
504
505         mtx_lock(&pbuf_mtx);
506         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
507         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
508         nsw_wcount_async = 4;
509         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
510         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
511
512         /*
513          * Initialize our zone, guessing on the number we need based
514          * on the number of pages in the system.
515          */
516         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
517         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblk))
518                 n = maxswzone / sizeof(struct swblk);
519         swpctrie_zone = uma_zcreate("swpctrie", pctrie_node_size(), NULL, NULL,
520             pctrie_zone_init, NULL, UMA_ALIGN_PTR,
521             UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
522         if (swpctrie_zone == NULL)
523                 panic("failed to create swap pctrie zone.");
524         swblk_zone = uma_zcreate("swblk", sizeof(struct swblk), NULL, NULL,
525             NULL, NULL, _Alignof(struct swblk) - 1,
526             UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
527         if (swblk_zone == NULL)
528                 panic("failed to create swap blk zone.");
529         n2 = n;
530         do {
531                 if (uma_zone_reserve_kva(swblk_zone, n))
532                         break;
533                 /*
534                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
535                  * size of the previous attempt.
536                  */
537                 n -= ((n + 2) / 3);
538         } while (n > 0);
539         if (n2 != n)
540                 printf("Swap blk zone entries reduced from %lu to %lu.\n",
541                     n2, n);
542         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
543         swzone = n * sizeof(struct swblk);
544         if (!uma_zone_reserve_kva(swpctrie_zone, n))
545                 printf("Cannot reserve swap pctrie zone, "
546                     "reduce kern.maxswzone.\n");
547 }
548
549 static vm_object_t
550 swap_pager_alloc_init(void *handle, struct ucred *cred, vm_ooffset_t size,
551     vm_ooffset_t offset)
552 {
553         vm_object_t object;
554
555         if (cred != NULL) {
556                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
557                         return (NULL);
558                 crhold(cred);
559         }
560
561         /*
562          * The un_pager.swp.swp_blks trie is initialized by
563          * vm_object_allocate() to ensure the correct order of
564          * visibility to other threads.
565          */
566         object = vm_object_allocate(OBJT_SWAP, OFF_TO_IDX(offset +
567             PAGE_MASK + size));
568
569         object->handle = handle;
570         if (cred != NULL) {
571                 object->cred = cred;
572                 object->charge = size;
573         }
574         return (object);
575 }
576
577 /*
578  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
579  *                      its metadata structures.
580  *
581  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
582  *      OBJT_SWAP object.
583  *
584  *      This routine must ensure that no live duplicate is created for
585  *      the named object request, which is protected against by
586  *      holding the sw_alloc_sx lock in case handle != NULL.
587  */
588 static vm_object_t
589 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
590     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
591 {
592         vm_object_t object;
593
594         if (handle != NULL) {
595                 /*
596                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
597                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
598                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
599                  * of the handle.
600                  */
601                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
602                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
603                 if (object == NULL) {
604                         object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size,
605                             offset);
606                         if (object != NULL) {
607                                 TAILQ_INSERT_TAIL(NOBJLIST(object->handle),
608                                     object, pager_object_list);
609                         }
610                 }
611                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
612         } else {
613                 object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size, offset);
614         }
615         return (object);
616 }
617
618 /*
619  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
620  *
621  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
622  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
623  *      routine is typically called only when the entire object is
624  *      about to be destroyed.
625  *
626  *      The object must be locked.
627  */
628 static void
629 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
630 {
631
632         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
633         KASSERT((object->flags & OBJ_DEAD) != 0, ("dealloc of reachable obj"));
634
635         /*
636          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
637          * pageout completion.
638          */
639         if (object->handle != NULL) {
640                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
641                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
642                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object,
643                     pager_object_list);
644                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
645                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
646         }
647
648         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
649
650         /*
651          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
652          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
653          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
654          * if paging is still in progress on some objects.
655          */
656         swp_pager_meta_free_all(object);
657         object->handle = NULL;
658         object->type = OBJT_DEAD;
659 }
660
661 /************************************************************************
662  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
663  ************************************************************************/
664
665 /*
666  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
667  *
668  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
669  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
670  *      if the allocation failed.
671  *
672  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
673  *      when they configured swap and didn't configure enough.
674  *
675  *      This routine may not sleep.
676  *
677  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
678  */
679 static daddr_t
680 swp_pager_getswapspace(int npages)
681 {
682         daddr_t blk;
683         struct swdevt *sp;
684         int i;
685
686         blk = SWAPBLK_NONE;
687         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
688         sp = swdevhd;
689         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
690                 if (sp == NULL)
691                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
692                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
693                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
694                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
695                                 blk += sp->sw_first;
696                                 sp->sw_used += npages;
697                                 swap_pager_avail -= npages;
698                                 swp_sizecheck();
699                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
700                                 goto done;
701                         }
702                 }
703                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
704         }
705         if (swap_pager_full != 2) {
706                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
707                 swap_pager_full = 2;
708                 swap_pager_almost_full = 1;
709         }
710         swdevhd = NULL;
711 done:
712         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
713         return (blk);
714 }
715
716 static int
717 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
718 {
719
720         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
721 }
722
723 static void
724 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
725 {
726         struct swdevt *sp;
727
728         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
729         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
730                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
731                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
732                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
733                             unmapped_buf_allowed) {
734                                 bp->b_data = unmapped_buf;
735                                 bp->b_offset = 0;
736                         } else {
737                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
738                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
739                         }
740                         sp->sw_strategy(bp, sp);
741                         return;
742                 }
743         }
744         panic("Swapdev not found");
745 }
746
747
748 /*
749  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
750  *
751  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
752  *
753  *      This routine may not sleep.
754  */
755 static void
756 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
757 {
758         struct swdevt *sp;
759
760         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
761         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
762                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
763                         sp->sw_used -= npages;
764                         /*
765                          * If we are attempting to stop swapping on
766                          * this device, we don't want to mark any
767                          * blocks free lest they be reused.
768                          */
769                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
770                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
771                                     npages);
772                                 swap_pager_avail += npages;
773                                 swp_sizecheck();
774                         }
775                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
776                         return;
777                 }
778         }
779         panic("Swapdev not found");
780 }
781
782 /*
783  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
784  *                              range within an object.
785  *
786  *      This is a globally accessible routine.
787  *
788  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
789  *
790  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
791  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
792  *      we should be ok.
793  *
794  *      The object must be locked.
795  */
796 void
797 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
798 {
799
800         swp_pager_meta_free(object, start, size);
801 }
802
803 /*
804  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
805  *
806  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
807  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
808  *
809  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
810  */
811 int
812 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
813 {
814         int n = 0;
815         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
816         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
817
818         VM_OBJECT_WLOCK(object);
819         while (size) {
820                 if (n == 0) {
821                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
822                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
823                                 n >>= 1;
824                                 if (n == 0) {
825                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
826                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
827                                         return (-1);
828                                 }
829                         }
830                 }
831                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
832                 --size;
833                 ++start;
834                 ++blk;
835                 --n;
836         }
837         swp_pager_meta_free(object, start, n);
838         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
839         return (0);
840 }
841
842 /*
843  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
844  *                      and destroy the source.
845  *
846  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
847  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
848  *      we keep the destination's.
849  *
850  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
851  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
852  *      progress on the source.
853  *
854  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
855  *
856  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
857  *
858  *      The source and destination objects must be locked.
859  *      Both object locks may temporarily be released.
860  */
861 void
862 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
863     vm_pindex_t offset, int destroysource)
864 {
865         vm_pindex_t i;
866
867         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
868         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
869
870         /*
871          * If destroysource is set, we remove the source object from the
872          * swap_pager internal queue now.
873          */
874         if (destroysource && srcobject->handle != NULL) {
875                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
876                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
877                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
878                 VM_OBJECT_WUNLOCK(dstobject);
879                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
880                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(srcobject->handle), srcobject,
881                     pager_object_list);
882                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
883                 VM_OBJECT_WLOCK(dstobject);
884                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
885                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
886                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
887         }
888
889         /*
890          * transfer source to destination.
891          */
892         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
893                 daddr_t dstaddr;
894
895                 /*
896                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
897                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
898                  * if the destination is a resident page, in which case the
899                  * source is thrown away.
900                  */
901                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
902
903                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
904                         /*
905                          * Destination has no swapblk and is not resident,
906                          * copy source.
907                          */
908                         daddr_t srcaddr;
909
910                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
911                             srcobject,
912                             i + offset,
913                             SWM_POP
914                         );
915
916                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
917                                 /*
918                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
919                                  */
920                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
921                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
922                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
923                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
924                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
925                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
926                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
927                         }
928                 } else {
929                         /*
930                          * Destination has valid swapblk or it is represented
931                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
932                          */
933
934                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
935                 }
936         }
937
938         /*
939          * Free left over swap blocks in source.
940          *
941          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidentally
942          * double-remove the object from the swap queues.
943          */
944         if (destroysource) {
945                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
946                 /*
947                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
948                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
949                  * for consistency since we've removed the object from its
950                  * queues.
951                  */
952                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
953         }
954 }
955
956 /*
957  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
958  *                              the requested page.
959  *
960  *      We determine whether good backing store exists for the requested
961  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
962  *
963  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
964  *      store exists before and after the requested page.
965  */
966 static boolean_t
967 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
968     int *after)
969 {
970         daddr_t blk, blk0;
971         int i;
972
973         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
974
975         /*
976          * do we have good backing store at the requested index ?
977          */
978         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
979         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
980                 if (before)
981                         *before = 0;
982                 if (after)
983                         *after = 0;
984                 return (FALSE);
985         }
986
987         /*
988          * find backwards-looking contiguous good backing store
989          */
990         if (before != NULL) {
991                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
992                         if (i > pindex)
993                                 break;
994                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
995                         if (blk != blk0 - i)
996                                 break;
997                 }
998                 *before = i - 1;
999         }
1000
1001         /*
1002          * find forward-looking contiguous good backing store
1003          */
1004         if (after != NULL) {
1005                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1006                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1007                         if (blk != blk0 + i)
1008                                 break;
1009                 }
1010                 *after = i - 1;
1011         }
1012         return (TRUE);
1013 }
1014
1015 /*
1016  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1017  *
1018  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1019  *      not, from the page.
1020  *
1021  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1022  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1023  *      calls us in a special-case situation
1024  *
1025  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1026  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1027  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1028  *      depends on it.
1029  *
1030  *      This routine may not sleep.
1031  *
1032  *      The object containing the page must be locked.
1033  */
1034 static void
1035 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1036 {
1037
1038         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * swap_pager_getpages() - bring pages in from swap
1043  *
1044  *      Attempt to page in the pages in array "m" of length "count".  The caller
1045  *      may optionally specify that additional pages preceding and succeeding
1046  *      the specified range be paged in.  The number of such pages is returned
1047  *      in the "rbehind" and "rahead" parameters, and they will be in the
1048  *      inactive queue upon return.
1049  *
1050  *      The pages in "m" must be busied and will remain busied upon return.
1051  */
1052 static int
1053 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int *rbehind,
1054     int *rahead)
1055 {
1056         struct buf *bp;
1057         vm_page_t mpred, msucc, p;
1058         vm_pindex_t pindex;
1059         daddr_t blk;
1060         int i, j, maxahead, maxbehind, reqcount, shift;
1061
1062         reqcount = count;
1063
1064         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1065         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1066         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1067
1068         if (!swap_pager_haspage(object, m[0]->pindex, &maxbehind, &maxahead)) {
1069                 relpbuf(bp, &nsw_rcount);
1070                 return (VM_PAGER_FAIL);
1071         }
1072
1073         /*
1074          * Clip the readahead and readbehind ranges to exclude resident pages.
1075          */
1076         if (rahead != NULL) {
1077                 KASSERT(reqcount - 1 <= maxahead,
1078                     ("page count %d extends beyond swap block", reqcount));
1079                 *rahead = imin(*rahead, maxahead - (reqcount - 1));
1080                 pindex = m[reqcount - 1]->pindex;
1081                 msucc = TAILQ_NEXT(m[reqcount - 1], listq);
1082                 if (msucc != NULL && msucc->pindex - pindex - 1 < *rahead)
1083                         *rahead = msucc->pindex - pindex - 1;
1084         }
1085         if (rbehind != NULL) {
1086                 *rbehind = imin(*rbehind, maxbehind);
1087                 pindex = m[0]->pindex;
1088                 mpred = TAILQ_PREV(m[0], pglist, listq);
1089                 if (mpred != NULL && pindex - mpred->pindex - 1 < *rbehind)
1090                         *rbehind = pindex - mpred->pindex - 1;
1091         }
1092
1093         /*
1094          * Allocate readahead and readbehind pages.
1095          */
1096         shift = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1097         if (shift != 0) {
1098                 for (i = 1; i <= shift; i++) {
1099                         p = vm_page_alloc(object, m[0]->pindex - i,
1100                             VM_ALLOC_NORMAL);
1101                         if (p == NULL) {
1102                                 /* Shift allocated pages to the left. */
1103                                 for (j = 0; j < i - 1; j++)
1104                                         bp->b_pages[j] =
1105                                             bp->b_pages[j + shift - i + 1];
1106                                 break;
1107                         }
1108                         bp->b_pages[shift - i] = p;
1109                 }
1110                 shift = i - 1;
1111                 *rbehind = shift;
1112         }
1113         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1114                 bp->b_pages[i + shift] = m[i];
1115         if (rahead != NULL) {
1116                 for (i = 0; i < *rahead; i++) {
1117                         p = vm_page_alloc(object,
1118                             m[reqcount - 1]->pindex + i + 1, VM_ALLOC_NORMAL);
1119                         if (p == NULL)
1120                                 break;
1121                         bp->b_pages[shift + reqcount + i] = p;
1122                 }
1123                 *rahead = i;
1124         }
1125         if (rbehind != NULL)
1126                 count += *rbehind;
1127         if (rahead != NULL)
1128                 count += *rahead;
1129
1130         vm_object_pip_add(object, count);
1131
1132         for (i = 0; i < count; i++)
1133                 bp->b_pages[i]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1134
1135         pindex = bp->b_pages[0]->pindex;
1136         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1137         KASSERT(blk != SWAPBLK_NONE,
1138             ("no swap blocking containing %p(%jx)", object, (uintmax_t)pindex));
1139
1140         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1141
1142         bp->b_flags |= B_PAGING;
1143         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1144         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1145         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1146         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1147         bp->b_blkno = blk;
1148         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * count;
1149         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * count;
1150         bp->b_npages = count;
1151         bp->b_pgbefore = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1152         bp->b_pgafter = rahead != NULL ? *rahead : 0;
1153
1154         VM_CNT_INC(v_swapin);
1155         VM_CNT_ADD(v_swappgsin, count);
1156
1157         /*
1158          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1159          * this point because we automatically release it on completion.
1160          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1161          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1162          *
1163          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1164          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1165          *
1166          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1167          */
1168         BUF_KERNPROC(bp);
1169         swp_pager_strategy(bp);
1170
1171         /*
1172          * Wait for the pages we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1173          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1174          * is set in the metadata for each page in the request.
1175          */
1176         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1177         while ((m[0]->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1178                 m[0]->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1179                 VM_CNT_INC(v_intrans);
1180                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1181                     "swread", hz * 20)) {
1182                         printf(
1183 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1184                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1185                 }
1186         }
1187
1188         /*
1189          * If we had an unrecoverable read error pages will not be valid.
1190          */
1191         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1192                 if (m[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1193                         return (VM_PAGER_ERROR);
1194
1195         return (VM_PAGER_OK);
1196
1197         /*
1198          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1199          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1200          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1201          * to all-zero's later.
1202          */
1203 }
1204
1205 /*
1206  *      swap_pager_getpages_async():
1207  *
1208  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1209  *      swap_pager_getpages().
1210  */
1211 static int
1212 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1213     int *rbehind, int *rahead, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1214 {
1215         int r, error;
1216
1217         r = swap_pager_getpages(object, m, count, rbehind, rahead);
1218         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1219         switch (r) {
1220         case VM_PAGER_OK:
1221                 error = 0;
1222                 break;
1223         case VM_PAGER_ERROR:
1224                 error = EIO;
1225                 break;
1226         case VM_PAGER_FAIL:
1227                 error = EINVAL;
1228                 break;
1229         default:
1230                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1231         }
1232         (iodone)(arg, m, count, error);
1233         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1234
1235         return (r);
1236 }
1237
1238 /*
1239  *      swap_pager_putpages:
1240  *
1241  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1242  *
1243  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1244  *      are automatically converted to SWAP objects.
1245  *
1246  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1247  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1248  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1249  *      which needs work.
1250  *
1251  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1252  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1253  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1254  *      completion.
1255  *
1256  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1257  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1258  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1259  */
1260 static void
1261 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1262     int flags, int *rtvals)
1263 {
1264         int i, n;
1265         boolean_t sync;
1266
1267         if (count && m[0]->object != object) {
1268                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1269                     object,
1270                     m[0]->object
1271                 );
1272         }
1273
1274         /*
1275          * Step 1
1276          *
1277          * Turn object into OBJT_SWAP
1278          * check for bogus sysops
1279          * force sync if not pageout process
1280          */
1281         if (object->type != OBJT_SWAP)
1282                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1283         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1284
1285         n = 0;
1286         if (curproc != pageproc)
1287                 sync = TRUE;
1288         else
1289                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1290
1291         /*
1292          * Step 2
1293          *
1294          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1295          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1296          * successfully.
1297          */
1298         for (i = 0; i < count; i += n) {
1299                 int j;
1300                 struct buf *bp;
1301                 daddr_t blk;
1302
1303                 /*
1304                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1305                  */
1306                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1307                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1308
1309                 /*
1310                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1311                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1312                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1313                  * fragment swap.
1314                  */
1315                 while (
1316                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1317                     n > 4
1318                 ) {
1319                         n >>= 1;
1320                 }
1321                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1322                         for (j = 0; j < n; ++j)
1323                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1324                         continue;
1325                 }
1326
1327                 /*
1328                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1329                  * request and assign the swap space.
1330                  */
1331                 if (sync == TRUE) {
1332                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1333                 } else {
1334                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1335                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1336                 }
1337                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1338                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1339
1340                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1341                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1342                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1343                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1344                 bp->b_blkno = blk;
1345
1346                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1347                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1348                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1349
1350                         swp_pager_meta_build(
1351                             mreq->object,
1352                             mreq->pindex,
1353                             blk + j
1354                         );
1355                         MPASS(mreq->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL);
1356                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1357                         bp->b_pages[j] = mreq;
1358                 }
1359                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1360                 bp->b_npages = n;
1361                 /*
1362                  * Must set dirty range for NFS to work.
1363                  */
1364                 bp->b_dirtyoff = 0;
1365                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1366
1367                 VM_CNT_INC(v_swapout);
1368                 VM_CNT_ADD(v_swappgsout, bp->b_npages);
1369
1370                 /*
1371                  * We unconditionally set rtvals[] to VM_PAGER_PEND so that we
1372                  * can call the async completion routine at the end of a
1373                  * synchronous I/O operation.  Otherwise, our caller would
1374                  * perform duplicate unbusy and wakeup operations on the page
1375                  * and object, respectively.
1376                  */
1377                 for (j = 0; j < n; j++)
1378                         rtvals[i + j] = VM_PAGER_PEND;
1379
1380                 /*
1381                  * asynchronous
1382                  *
1383                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1384                  */
1385                 if (sync == FALSE) {
1386                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1387                         BUF_KERNPROC(bp);
1388                         swp_pager_strategy(bp);
1389                         continue;
1390                 }
1391
1392                 /*
1393                  * synchronous
1394                  *
1395                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1396                  */
1397                 bp->b_iodone = bdone;
1398                 swp_pager_strategy(bp);
1399
1400                 /*
1401                  * Wait for the sync I/O to complete.
1402                  */
1403                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1404
1405                 /*
1406                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1407                  * normal async completion, which frees everything up.
1408                  */
1409                 swp_pager_async_iodone(bp);
1410         }
1411         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1412 }
1413
1414 /*
1415  *      swp_pager_async_iodone:
1416  *
1417  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1418  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1419  *
1420  *      This routine may not sleep.
1421  */
1422 static void
1423 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1424 {
1425         int i;
1426         vm_object_t object = NULL;
1427
1428         /*
1429          * report error
1430          */
1431         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1432                 printf(
1433                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1434                         "size %ld, error %d\n",
1435                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1436                     (long)bp->b_blkno,
1437                     (long)bp->b_bcount,
1438                     bp->b_error
1439                 );
1440         }
1441
1442         /*
1443          * remove the mapping for kernel virtual
1444          */
1445         if (buf_mapped(bp))
1446                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1447         else
1448                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1449
1450         if (bp->b_npages) {
1451                 object = bp->b_pages[0]->object;
1452                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1453         }
1454
1455         /*
1456          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1457          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1458          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1459          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1460          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1461          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1462          */
1463         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1464                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1465
1466                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1467                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1468                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1469                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1470                 }
1471
1472                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1473                         /*
1474                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1475                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1476                          * can never be used again.  But I can't from an
1477                          * interrupt.
1478                          */
1479                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1480                                 /*
1481                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1482                                  * be overridden by the original caller of
1483                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1484                                  */
1485                                 m->valid = 0;
1486                         } else {
1487                                 /*
1488                                  * If a write error occurs, reactivate page
1489                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1490                                  * then finish the I/O.
1491                                  */
1492                                 vm_page_dirty(m);
1493                                 vm_page_lock(m);
1494                                 vm_page_activate(m);
1495                                 vm_page_unlock(m);
1496                                 vm_page_sunbusy(m);
1497                         }
1498                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1499                         /*
1500                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1501                          * overridden by the original caller of getpages so
1502                          * we cannot set them in order to free the underlying
1503                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1504                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1505                          * that existed in the old swapper for a time before
1506                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1507                          */
1508                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1509                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1510                         KASSERT(m->dirty == 0,
1511                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1512
1513                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1514                         if (i < bp->b_pgbefore ||
1515                             i >= bp->b_npages - bp->b_pgafter)
1516                                 vm_page_readahead_finish(m);
1517                 } else {
1518                         /*
1519                          * For write success, clear the dirty
1520                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1521                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1522                          * A page is only written to swap after a period of
1523                          * inactivity.  Therefore, we do not expect it to be
1524                          * reused.
1525                          */
1526                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1527                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1528                             " protected", m));
1529                         vm_page_undirty(m);
1530                         vm_page_lock(m);
1531                         vm_page_deactivate_noreuse(m);
1532                         vm_page_unlock(m);
1533                         vm_page_sunbusy(m);
1534                 }
1535         }
1536
1537         /*
1538          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1539          * pip refs on the object.
1540          */
1541         if (object != NULL) {
1542                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1543                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1544         }
1545
1546         /*
1547          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1548          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1549          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1550          */
1551         if (bp->b_vp) {
1552                     bp->b_vp = NULL;
1553                     bp->b_bufobj = NULL;
1554         }
1555         /*
1556          * release the physical I/O buffer
1557          */
1558         relpbuf(
1559             bp,
1560             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1561                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1562                     &nsw_wcount_async :
1563                     &nsw_wcount_sync
1564                 )
1565             )
1566         );
1567 }
1568
1569 int
1570 swap_pager_nswapdev(void)
1571 {
1572
1573         return (nswapdev);
1574 }
1575
1576 /*
1577  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1578  *
1579  *      This routine dissociates the page at the given index within an object
1580  *      from its backing store, paging it in if it does not reside in memory.
1581  *      If the page is paged in, it is marked dirty and placed in the laundry
1582  *      queue.  The page is marked dirty because it no longer has backing
1583  *      store.  It is placed in the laundry queue because it has not been
1584  *      accessed recently.  Otherwise, it would already reside in memory.
1585  *
1586  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block.
1587  *      However, we only guarantee that the one at the specified index is
1588  *      paged in.
1589  *
1590  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1591  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1592  */
1593 static inline void
1594 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1595 {
1596         vm_page_t m;
1597
1598         vm_object_pip_add(object, 1);
1599         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1600         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1601                 vm_object_pip_wakeup(object);
1602                 vm_page_dirty(m);
1603                 vm_page_lock(m);
1604                 vm_page_activate(m);
1605                 vm_page_unlock(m);
1606                 vm_page_xunbusy(m);
1607                 vm_pager_page_unswapped(m);
1608                 return;
1609         }
1610
1611         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, NULL, NULL) != VM_PAGER_OK)
1612                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1613         vm_object_pip_wakeup(object);
1614         vm_page_dirty(m);
1615         vm_page_lock(m);
1616         vm_page_launder(m);
1617         vm_page_unlock(m);
1618         vm_page_xunbusy(m);
1619         vm_pager_page_unswapped(m);
1620 }
1621
1622 /*
1623  *      swap_pager_swapoff:
1624  *
1625  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1626  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1627  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1628  *      There may be no processes swapped out to the device.
1629  *
1630  *      This routine may block.
1631  */
1632 static void
1633 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1634 {
1635         struct swblk *sb;
1636         vm_object_t object;
1637         vm_pindex_t pi;
1638         int i, retries;
1639
1640         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
1641
1642         retries = 0;
1643 full_rescan:
1644         mtx_lock(&vm_object_list_mtx);
1645         TAILQ_FOREACH(object, &vm_object_list, object_list) {
1646                 if (object->type != OBJT_SWAP)
1647                         continue;
1648                 mtx_unlock(&vm_object_list_mtx);
1649                 /* Depends on type-stability. */
1650                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1651
1652                 /*
1653                  * Dead objects are eventually terminated on their own.
1654                  */
1655                 if ((object->flags & OBJ_DEAD) != 0)
1656                         goto next_obj;
1657
1658                 /*
1659                  * Sync with fences placed after pctrie
1660                  * initialization.  We must not access pctrie below
1661                  * unless we checked that our object is swap and not
1662                  * dead.
1663                  */
1664                 atomic_thread_fence_acq();
1665                 if (object->type != OBJT_SWAP)
1666                         goto next_obj;
1667
1668                 for (pi = 0; (sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(
1669                     &object->un_pager.swp.swp_blks, pi)) != NULL; ) {
1670                         pi = sb->p + SWAP_META_PAGES;
1671                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1672                                 if (sb->d[i] == SWAPBLK_NONE)
1673                                         continue;
1674                                 if (swp_pager_isondev(sb->d[i], sp))
1675                                         swp_pager_force_pagein(object,
1676                                             sb->p + i);
1677                         }
1678                 }
1679 next_obj:
1680                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1681                 mtx_lock(&vm_object_list_mtx);
1682         }
1683         mtx_unlock(&vm_object_list_mtx);
1684
1685         if (sp->sw_used) {
1686                 /*
1687                  * Objects may be locked or paging to the device being
1688                  * removed, so we will miss their pages and need to
1689                  * make another pass.  We have marked this device as
1690                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1691                  */
1692                 retries++;
1693                 if (retries > 100) {
1694                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1695                             sp->sw_used);
1696                 }
1697                 pause("swpoff", hz / 20);
1698                 goto full_rescan;
1699         }
1700         EVENTHANDLER_INVOKE(swapoff, sp);
1701 }
1702
1703 /************************************************************************
1704  *                              SWAP META DATA                          *
1705  ************************************************************************
1706  *
1707  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1708  *      OBJT_SWAP object.
1709  *
1710  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1711  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1712  *      appropriate tracking counters.
1713  */
1714
1715 /*
1716  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1717  *
1718  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1719  *      object.
1720  *
1721  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1722  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1723  *      assigned swapblk is freed.
1724  */
1725 static void
1726 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1727 {
1728         static volatile int swblk_zone_exhausted, swpctrie_zone_exhausted;
1729         struct swblk *sb;
1730         vm_pindex_t modpi, rdpi;
1731         int error, i;
1732
1733         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1734
1735         /*
1736          * Convert default object to swap object if necessary
1737          */
1738         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1739                 pctrie_init(&object->un_pager.swp.swp_blks);
1740
1741                 /*
1742                  * Ensure that swap_pager_swapoff()'s iteration over
1743                  * object_list does not see a garbage pctrie.
1744                  */
1745                 atomic_thread_fence_rel();
1746
1747                 object->type = OBJT_SWAP;
1748                 KASSERT(object->handle == NULL, ("default pager with handle"));
1749         }
1750
1751         rdpi = rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES);
1752         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP(&object->un_pager.swp.swp_blks, rdpi);
1753         if (sb == NULL) {
1754                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1755                         return;
1756                 for (;;) {
1757                         sb = uma_zalloc(swblk_zone, M_NOWAIT | (curproc ==
1758                             pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1759                         if (sb != NULL) {
1760                                 sb->p = rdpi;
1761                                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++)
1762                                         sb->d[i] = SWAPBLK_NONE;
1763                                 if (atomic_cmpset_int(&swblk_zone_exhausted,
1764                                     1, 0))
1765                                         printf("swblk zone ok\n");
1766                                 break;
1767                         }
1768                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1769                         if (uma_zone_exhausted(swblk_zone)) {
1770                                 if (atomic_cmpset_int(&swblk_zone_exhausted,
1771                                     0, 1))
1772                                         printf("swap blk zone exhausted, "
1773                                             "increase kern.maxswzone\n");
1774                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1775                                 pause("swzonxb", 10);
1776                         } else
1777                                 VM_WAIT;
1778                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1779                 }
1780                 for (;;) {
1781                         error = SWAP_PCTRIE_INSERT(
1782                             &object->un_pager.swp.swp_blks, sb);
1783                         if (error == 0) {
1784                                 if (atomic_cmpset_int(&swpctrie_zone_exhausted,
1785                                     1, 0))
1786                                         printf("swpctrie zone ok\n");
1787                                 break;
1788                         }
1789                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1790                         if (uma_zone_exhausted(swpctrie_zone)) {
1791                                 if (atomic_cmpset_int(&swpctrie_zone_exhausted,
1792                                     0, 1))
1793                                         printf("swap pctrie zone exhausted, "
1794                                             "increase kern.maxswzone\n");
1795                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1796                                 pause("swzonxp", 10);
1797                         } else
1798                                 VM_WAIT;
1799                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1800                 }
1801         }
1802         MPASS(sb->p == rdpi);
1803
1804         modpi = pindex % SWAP_META_PAGES;
1805         /* Delete prior contents of metadata. */
1806         if (sb->d[modpi] != SWAPBLK_NONE)
1807                 swp_pager_freeswapspace(sb->d[modpi], 1);
1808         /* Enter block into metadata. */
1809         sb->d[modpi] = swapblk;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1814  *
1815  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1816  *      returned to the swap bitmap.
1817  *
1818  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1819  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1820  *      with resident pages.
1821  */
1822 static void
1823 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, vm_pindex_t count)
1824 {
1825         struct swblk *sb;
1826         vm_pindex_t last;
1827         int i;
1828         bool empty;
1829
1830         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1831         if (object->type != OBJT_SWAP || count == 0)
1832                 return;
1833
1834         last = pindex + count - 1;
1835         for (;;) {
1836                 sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1837                     rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
1838                 if (sb == NULL || sb->p > last)
1839                         break;
1840                 empty = true;
1841                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1842                         if (sb->d[i] == SWAPBLK_NONE)
1843                                 continue;
1844                         if (pindex <= sb->p + i && sb->p + i <= last) {
1845                                 swp_pager_freeswapspace(sb->d[i], 1);
1846                                 sb->d[i] = SWAPBLK_NONE;
1847                         } else
1848                                 empty = false;
1849                 }
1850                 pindex = sb->p + SWAP_META_PAGES;
1851                 if (empty) {
1852                         SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1853                             sb->p);
1854                         uma_zfree(swblk_zone, sb);
1855                 }
1856         }
1857 }
1858
1859 /*
1860  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1861  *
1862  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1863  *      an object.
1864  */
1865 static void
1866 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1867 {
1868         struct swblk *sb;
1869         vm_pindex_t pindex;
1870         int i;
1871
1872         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1873         if (object->type != OBJT_SWAP)
1874                 return;
1875
1876         for (pindex = 0; (sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(
1877             &object->un_pager.swp.swp_blks, pindex)) != NULL;) {
1878                 pindex = sb->p + SWAP_META_PAGES;
1879                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1880                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
1881                                 swp_pager_freeswapspace(sb->d[i], 1);
1882                 }
1883                 SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks, sb->p);
1884                 uma_zfree(swblk_zone, sb);
1885         }
1886 }
1887
1888 /*
1889  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1890  *
1891  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1892  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1893  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1894  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1895  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
1896  *      meta-data swapblks.
1897  *
1898  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
1899  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
1900  *      busy page.
1901  *
1902  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1903  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1904  */
1905 static daddr_t
1906 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1907 {
1908         struct swblk *sb;
1909         daddr_t r1;
1910         int i;
1911
1912         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1913         /*
1914          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
1915          * and even then might not be allocated yet.
1916          */
1917         if (object->type != OBJT_SWAP)
1918                 return (SWAPBLK_NONE);
1919
1920         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1921             rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
1922         if (sb == NULL)
1923                 return (SWAPBLK_NONE);
1924         r1 = sb->d[pindex % SWAP_META_PAGES];
1925         if (r1 == SWAPBLK_NONE)
1926                 return (SWAPBLK_NONE);
1927         if ((flags & (SWM_FREE | SWM_POP)) != 0) {
1928                 sb->d[pindex % SWAP_META_PAGES] = SWAPBLK_NONE;
1929                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1930                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
1931                                 break;
1932                 }
1933                 if (i == SWAP_META_PAGES) {
1934                         SWAP_PCTRIE_REMOVE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1935                             rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
1936                         uma_zfree(swblk_zone, sb);
1937                 }
1938         }
1939         if ((flags & SWM_FREE) != 0) {
1940                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1941                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1942         }
1943         return (r1);
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Returns the least page index which is greater than or equal to the
1948  * parameter pindex and for which there is a swap block allocated.
1949  * Returns object's size if the object's type is not swap or if there
1950  * are no allocated swap blocks for the object after the requested
1951  * pindex.
1952  */
1953 vm_pindex_t
1954 swap_pager_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1955 {
1956         struct swblk *sb;
1957         int i;
1958
1959         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1960         if (object->type != OBJT_SWAP)
1961                 return (object->size);
1962
1963         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1964             rounddown(pindex, SWAP_META_PAGES));
1965         if (sb == NULL)
1966                 return (object->size);
1967         if (sb->p < pindex) {
1968                 for (i = pindex % SWAP_META_PAGES; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1969                         if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
1970                                 return (sb->p + i);
1971                 }
1972                 sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(&object->un_pager.swp.swp_blks,
1973                     roundup(pindex, SWAP_META_PAGES));
1974                 if (sb == NULL)
1975                         return (object->size);
1976         }
1977         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
1978                 if (sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
1979                         return (sb->p + i);
1980         }
1981
1982         /*
1983          * We get here if a swblk is present in the trie but it
1984          * doesn't map any blocks.
1985          */
1986         MPASS(0);
1987         return (object->size);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
1992  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
1993  * if already swapping on this device.
1994  */
1995 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1996 struct swapon_args {
1997         char *name;
1998 };
1999 #endif
2000
2001 /*
2002  * MPSAFE
2003  */
2004 /* ARGSUSED */
2005 int
2006 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2007 {
2008         struct vattr attr;
2009         struct vnode *vp;
2010         struct nameidata nd;
2011         int error;
2012
2013         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2014         if (error)
2015                 return (error);
2016
2017         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2018
2019         /*
2020          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2021          * memory of >1GB.
2022          */
2023         if (swblk_zone == NULL) {
2024                 error = ENOMEM;
2025                 goto done;
2026         }
2027
2028         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2029             uap->name, td);
2030         error = namei(&nd);
2031         if (error)
2032                 goto done;
2033
2034         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2035         vp = nd.ni_vp;
2036
2037         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2038                 error = swapongeom(vp);
2039         } else if (vp->v_type == VREG &&
2040             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2041             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2042                 /*
2043                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2044                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2045                  */
2046                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2047         }
2048
2049         if (error)
2050                 vrele(vp);
2051 done:
2052         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2053         return (error);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2058  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2059  * message and return -1; otherwise, return 0.
2060  */
2061 static int
2062 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2063 {
2064         unsigned long maxpages;
2065
2066         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2067         maxpages = uma_zone_get_max(swblk_zone) * SWAP_META_PAGES;
2068
2069         /* recommend using no more than half that amount */
2070         if (npages > maxpages / 2) {
2071                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2072                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2073                     npages, maxpages / 2);
2074                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2075                     "or reduce amount of swap.\n");
2076                 return (-1);
2077         }
2078         return (0);
2079 }
2080
2081 static void
2082 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2083     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2084 {
2085         struct swdevt *sp, *tsp;
2086         swblk_t dvbase;
2087         u_long mblocks;
2088
2089         /*
2090          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2091          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2092          *
2093          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2094          */
2095         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2096         nblks = dbtoc(nblks);
2097
2098         /*
2099          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2100          * tree bitmap code.
2101          */
2102         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2103         if (nblks > mblocks) {
2104                 printf(
2105     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2106                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2107                 nblks = mblocks;
2108         }
2109
2110         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2111         sp->sw_vp = vp;
2112         sp->sw_id = id;
2113         sp->sw_dev = dev;
2114         sp->sw_flags = 0;
2115         sp->sw_nblks = nblks;
2116         sp->sw_used = 0;
2117         sp->sw_strategy = strategy;
2118         sp->sw_close = close;
2119         sp->sw_flags = flags;
2120
2121         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2122         /*
2123          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2124          * any bsd label at the front of the partition
2125          */
2126         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2127
2128         dvbase = 0;
2129         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2130         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2131                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2132                         /*
2133                          * We put one uncovered page between the devices
2134                          * in order to definitively prevent any cross-device
2135                          * I/O requests
2136                          */
2137                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2138                 }
2139         }
2140         sp->sw_first = dvbase;
2141         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2142         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2143         nswapdev++;
2144         swap_pager_avail += nblks - 2;
2145         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2146         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2147         swp_sizecheck();
2148         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2149         EVENTHANDLER_INVOKE(swapon, sp);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * SYSCALL: swapoff(devname)
2154  *
2155  * Disable swapping on the given device.
2156  *
2157  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2158  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2159  * only to make this work.
2160  */
2161 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2162 struct swapoff_args {
2163         char *name;
2164 };
2165 #endif
2166
2167 /*
2168  * MPSAFE
2169  */
2170 /* ARGSUSED */
2171 int
2172 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2173 {
2174         struct vnode *vp;
2175         struct nameidata nd;
2176         struct swdevt *sp;
2177         int error;
2178
2179         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2180         if (error)
2181                 return (error);
2182
2183         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2184
2185         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2186             td);
2187         error = namei(&nd);
2188         if (error)
2189                 goto done;
2190         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2191         vp = nd.ni_vp;
2192
2193         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2194         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2195                 if (sp->sw_vp == vp)
2196                         break;
2197         }
2198         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2199         if (sp == NULL) {
2200                 error = EINVAL;
2201                 goto done;
2202         }
2203         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2204 done:
2205         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2206         return (error);
2207 }
2208
2209 static int
2210 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2211 {
2212         u_long nblks;
2213 #ifdef MAC
2214         int error;
2215 #endif
2216
2217         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
2218 #ifdef MAC
2219         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2220         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2221         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2222         if (error != 0)
2223                 return (error);
2224 #endif
2225         nblks = sp->sw_nblks;
2226
2227         /*
2228          * We can turn off this swap device safely only if the
2229          * available virtual memory in the system will fit the amount
2230          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2231          * the system doesn't become critically low on swap space.
2232          */
2233         if (vm_cnt.v_free_count + swap_pager_avail < nblks + nswap_lowat)
2234                 return (ENOMEM);
2235
2236         /*
2237          * Prevent further allocations on this device.
2238          */
2239         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2240         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2241         swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist, 0, nblks);
2242         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2243         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2244
2245         /*
2246          * Page in the contents of the device and close it.
2247          */
2248         swap_pager_swapoff(sp);
2249
2250         sp->sw_close(curthread, sp);
2251         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2252         sp->sw_id = NULL;
2253         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2254         nswapdev--;
2255         if (nswapdev == 0) {
2256                 swap_pager_full = 2;
2257                 swap_pager_almost_full = 1;
2258         }
2259         if (swdevhd == sp)
2260                 swdevhd = NULL;
2261         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2262         blist_destroy(sp->sw_blist);
2263         free(sp, M_VMPGDATA);
2264         return (0);
2265 }
2266
2267 void
2268 swapoff_all(void)
2269 {
2270         struct swdevt *sp, *spt;
2271         const char *devname;
2272         int error;
2273
2274         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2275
2276         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2277         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2278                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2279                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2280                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2281                 else
2282                         devname = "[file]";
2283                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2284                 if (error != 0) {
2285                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2286                             "skipping.\n", devname, error);
2287                 } else if (bootverbose) {
2288                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2289                 }
2290                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2291         }
2292         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2293
2294         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2295 }
2296
2297 void
2298 swap_pager_status(int *total, int *used)
2299 {
2300         struct swdevt *sp;
2301
2302         *total = 0;
2303         *used = 0;
2304         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2305         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2306                 *total += sp->sw_nblks;
2307                 *used += sp->sw_used;
2308         }
2309         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2310 }
2311
2312 int
2313 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2314 {
2315         struct swdevt *sp;
2316         const char *tmp_devname;
2317         int error, n;
2318
2319         n = 0;
2320         error = ENOENT;
2321         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2322         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2323                 if (n != name) {
2324                         n++;
2325                         continue;
2326                 }
2327                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2328                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2329                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2330                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2331                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2332                 if (devname != NULL) {
2333                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2334                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2335                         else
2336                                 tmp_devname = "[file]";
2337                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2338                 }
2339                 error = 0;
2340                 break;
2341         }
2342         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2343         return (error);
2344 }
2345
2346 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2347 #define XSWDEV_VERSION_11       1
2348 struct xswdev11 {
2349         u_int   xsw_version;
2350         uint32_t xsw_dev;
2351         int     xsw_flags;
2352         int     xsw_nblks;
2353         int     xsw_used;
2354 };
2355 #endif
2356
2357 static int
2358 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2359 {
2360         struct xswdev xs;
2361 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2362         struct xswdev11 xs11;
2363 #endif
2364         int error;
2365
2366         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2367                 return (EINVAL);
2368         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2369         if (error != 0)
2370                 return (error);
2371 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2372         if (req->oldlen == sizeof(xs11)) {
2373                 xs11.xsw_version = XSWDEV_VERSION_11;
2374                 xs11.xsw_dev = xs.xsw_dev; /* truncation */
2375                 xs11.xsw_flags = xs.xsw_flags;
2376                 xs11.xsw_nblks = xs.xsw_nblks;
2377                 xs11.xsw_used = xs.xsw_used;
2378                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs11, sizeof(xs11));
2379         } else
2380 #endif
2381                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2382         return (error);
2383 }
2384
2385 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2386     "Number of swap devices");
2387 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
2388     sysctl_vm_swap_info,
2389     "Swap statistics by device");
2390
2391 /*
2392  * Count the approximate swap usage in pages for a vmspace.  The
2393  * shadowed or not yet copied on write swap blocks are not accounted.
2394  * The map must be locked.
2395  */
2396 long
2397 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2398 {
2399         vm_map_t map;
2400         vm_map_entry_t cur;
2401         vm_object_t object;
2402         struct swblk *sb;
2403         vm_pindex_t e, pi;
2404         long count;
2405         int i;
2406
2407         map = &vmspace->vm_map;
2408         count = 0;
2409
2410         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2411                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) != 0)
2412                         continue;
2413                 object = cur->object.vm_object;
2414                 if (object == NULL || object->type != OBJT_SWAP)
2415                         continue;
2416                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2417                 if (object->type != OBJT_SWAP)
2418                         goto unlock;
2419                 pi = OFF_TO_IDX(cur->offset);
2420                 e = pi + OFF_TO_IDX(cur->end - cur->start);
2421                 for (;; pi = sb->p + SWAP_META_PAGES) {
2422                         sb = SWAP_PCTRIE_LOOKUP_GE(
2423                             &object->un_pager.swp.swp_blks, pi);
2424                         if (sb == NULL || sb->p >= e)
2425                                 break;
2426                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; i++) {
2427                                 if (sb->p + i < e &&
2428                                     sb->d[i] != SWAPBLK_NONE)
2429                                         count++;
2430                         }
2431                 }
2432 unlock:
2433                 VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2434         }
2435         return (count);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * GEOM backend
2440  *
2441  * Swapping onto disk devices.
2442  *
2443  */
2444
2445 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2446
2447 static struct g_class g_swap_class = {
2448         .name = "SWAP",
2449         .version = G_VERSION,
2450         .orphan = swapgeom_orphan,
2451 };
2452
2453 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2454
2455
2456 static void
2457 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2458 {
2459         struct g_consumer *cp;
2460
2461         cp = arg;
2462         g_access(cp, -1, -1, 0);
2463         g_detach(cp);
2464         g_destroy_consumer(cp);
2465 }
2466
2467 /*
2468  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2469  */
2470 static void
2471 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2472 {
2473
2474         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2475         cp->index++;
2476 }
2477
2478 /*
2479  * Remove a reference from the g_consumer.  Post a close event if all
2480  * references go away, since the function might be called from the
2481  * biodone context.
2482  */
2483 static void
2484 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2485 {
2486
2487         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2488         cp->index--;
2489         if (cp->index == 0) {
2490                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2491                         sp->sw_id = NULL;
2492         }
2493 }
2494
2495 static void
2496 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2497 {
2498         struct swdevt *sp;
2499         struct buf *bp;
2500         struct g_consumer *cp;
2501
2502         bp = bp2->bio_caller2;
2503         cp = bp2->bio_from;
2504         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2505         if (bp2->bio_error)
2506                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2507         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2508         bp->b_error = bp2->bio_error;
2509         bufdone(bp);
2510         sp = bp2->bio_caller1;
2511         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2512         swapgeom_release(cp, sp);
2513         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2514         g_destroy_bio(bp2);
2515 }
2516
2517 static void
2518 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2519 {
2520         struct bio *bio;
2521         struct g_consumer *cp;
2522
2523         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2524         cp = sp->sw_id;
2525         if (cp == NULL) {
2526                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2527                 bp->b_error = ENXIO;
2528                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2529                 bufdone(bp);
2530                 return;
2531         }
2532         swapgeom_acquire(cp);
2533         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2534         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2535                 bio = g_new_bio();
2536         else
2537                 bio = g_alloc_bio();
2538         if (bio == NULL) {
2539                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2540                 swapgeom_release(cp, sp);
2541                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2542                 bp->b_error = ENOMEM;
2543                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2544                 bufdone(bp);
2545                 return;
2546         }
2547
2548         bio->bio_caller1 = sp;
2549         bio->bio_caller2 = bp;
2550         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2551         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2552         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2553         bio->bio_done = swapgeom_done;
2554         if (!buf_mapped(bp)) {
2555                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2556                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2557                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2558                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2559                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2560         } else {
2561                 bio->bio_data = bp->b_data;
2562                 bio->bio_ma = NULL;
2563         }
2564         g_io_request(bio, cp);
2565         return;
2566 }
2567
2568 static void
2569 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2570 {
2571         struct swdevt *sp;
2572         int destroy;
2573
2574         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2575         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2576                 if (sp->sw_id == cp) {
2577                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2578                         break;
2579                 }
2580         }
2581         /*
2582          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2583          * special context where we don't have to queue the call to
2584          * swapgeom_close_ev().
2585          */
2586         cp->index--;
2587         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2588         if (destroy)
2589                 sp->sw_id = NULL;
2590         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2591         if (destroy)
2592                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2593 }
2594
2595 static void
2596 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2597 {
2598         struct g_consumer *cp;
2599
2600         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2601         cp = sw->sw_id;
2602         sw->sw_id = NULL;
2603         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2604
2605         /*
2606          * swapgeom_close() may be called from the biodone context,
2607          * where we cannot perform topology changes.  Delegate the
2608          * work to the events thread.
2609          */
2610         if (cp != NULL)
2611                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2612 }
2613
2614 static int
2615 swapongeom_locked(struct cdev *dev, struct vnode *vp)
2616 {
2617         struct g_provider *pp;
2618         struct g_consumer *cp;
2619         static struct g_geom *gp;
2620         struct swdevt *sp;
2621         u_long nblks;
2622         int error;
2623
2624         pp = g_dev_getprovider(dev);
2625         if (pp == NULL)
2626                 return (ENODEV);
2627         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2628         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2629                 cp = sp->sw_id;
2630                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2631                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2632                         return (EBUSY);
2633                 }
2634         }
2635         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2636         if (gp == NULL)
2637                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2638         cp = g_new_consumer(gp);
2639         cp->index = 1;  /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2640         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2641         g_attach(cp, pp);
2642         /*
2643          * XXX: Every time you think you can improve the margin for
2644          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2645          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2646          * set an exclusive count :-(
2647          */
2648         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2649         if (error != 0) {
2650                 g_detach(cp);
2651                 g_destroy_consumer(cp);
2652                 return (error);
2653         }
2654         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2655         swaponsomething(vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2656             swapgeom_close, dev2udev(dev),
2657             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2658         return (0);
2659 }
2660
2661 static int
2662 swapongeom(struct vnode *vp)
2663 {
2664         int error;
2665
2666         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2667         if (vp->v_type != VCHR || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0) {
2668                 error = ENOENT;
2669         } else {
2670                 g_topology_lock();
2671                 error = swapongeom_locked(vp->v_rdev, vp);
2672                 g_topology_unlock();
2673         }
2674         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2675         return (error);
2676 }
2677
2678 /*
2679  * VNODE backend
2680  *
2681  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2682  * with NFS) swapfiles.
2683  *
2684  */
2685
2686 static void
2687 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2688 {
2689         struct vnode *vp2;
2690
2691         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2692
2693         vp2 = sp->sw_id;
2694         vhold(vp2);
2695         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2696                 if (bp->b_bufobj)
2697                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2698                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2699         }
2700         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2701                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2702         bp->b_vp = vp2;
2703         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2704         bstrategy(bp);
2705         return;
2706 }
2707
2708 static void
2709 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2710 {
2711
2712         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2713         vrele(sp->sw_vp);
2714 }
2715
2716
2717 static int
2718 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2719 {
2720         struct swdevt *sp;
2721         int error;
2722
2723         if (nblks == 0)
2724                 return (ENXIO);
2725         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2726         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2727                 if (sp->sw_id == vp) {
2728                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2729                         return (EBUSY);
2730                 }
2731         }
2732         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2733
2734         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2735 #ifdef MAC
2736         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2737         if (error == 0)
2738 #endif
2739                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2740         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2741         if (error)
2742                 return (error);
2743
2744         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2745             NODEV, 0);
2746         return (0);
2747 }
2748
2749 static int
2750 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2751 {
2752         int error, new, n;
2753
2754         new = nsw_wcount_async_max;
2755         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2756         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2757                 return (error);
2758
2759         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2760                 return (EINVAL);
2761
2762         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2763         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2764                 /*
2765                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2766                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2767                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2768                  */
2769                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2770                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2771                         nsw_wcount_async += n;
2772                         nsw_wcount_async_max += n;
2773                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2774                 } else {
2775                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2776                         nsw_wcount_async = 0;
2777                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2778                             "swpsysctl", 0);
2779                 }
2780         }
2781         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2782
2783         return (0);
2784 }