]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Merge OpenSSL 1.0.2d.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_swap.h"
73 #include "opt_vm.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/conf.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/bio.h>
82 #include <sys/buf.h>
83 #include <sys/disk.h>
84 #include <sys/fcntl.h>
85 #include <sys/mount.h>
86 #include <sys/namei.h>
87 #include <sys/vnode.h>
88 #include <sys/malloc.h>
89 #include <sys/racct.h>
90 #include <sys/resource.h>
91 #include <sys/resourcevar.h>
92 #include <sys/rwlock.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/sysproto.h>
95 #include <sys/blist.h>
96 #include <sys/lock.h>
97 #include <sys/sx.h>
98 #include <sys/vmmeter.h>
99
100 #include <security/mac/mac_framework.h>
101
102 #include <vm/vm.h>
103 #include <vm/pmap.h>
104 #include <vm/vm_map.h>
105 #include <vm/vm_kern.h>
106 #include <vm/vm_object.h>
107 #include <vm/vm_page.h>
108 #include <vm/vm_pager.h>
109 #include <vm/vm_pageout.h>
110 #include <vm/vm_param.h>
111 #include <vm/swap_pager.h>
112 #include <vm/vm_extern.h>
113 #include <vm/uma.h>
114
115 #include <geom/geom.h>
116
117 /*
118  * SWB_NPAGES must be a power of 2.  It may be set to 1, 2, 4, 8, 16
119  * or 32 pages per allocation.
120  * The 32-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
121  */
122 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
123 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
124 #endif
125
126 #if !defined(SWB_NPAGES)
127 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
128 #endif
129
130 /*
131  * The swblock structure maps an object and a small, fixed-size range
132  * of page indices to disk addresses within a swap area.
133  * The collection of these mappings is implemented as a hash table.
134  * Unused disk addresses within a swap area are allocated and managed
135  * using a blist.
136  */
137 #define SWCORRECT(n) (sizeof(void *) * (n) / sizeof(daddr_t))
138 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
139 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
140
141 struct swblock {
142         struct swblock  *swb_hnext;
143         vm_object_t     swb_object;
144         vm_pindex_t     swb_index;
145         int             swb_count;
146         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
147 };
148
149 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
150 static struct mtx sw_dev_mtx;
151 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
152 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
153 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
154 int swap_pager_avail;
155 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
156
157 static vm_ooffset_t swap_total;
158 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
159     "Total amount of available swap storage.");
160 static vm_ooffset_t swap_reserved;
161 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
162     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
163 static int overcommit = 0;
164 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
165     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
166     "for details.");
167 static unsigned long swzone;
168 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
169     "Actual size of swap metadata zone");
170 static unsigned long swap_maxpages;
171 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
172     "Maximum amount of swap supported");
173
174 /* bits from overcommit */
175 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
176 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
177 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
178
179 int
180 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
181 {
182
183         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
184 }
185
186 int
187 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
188 {
189         vm_ooffset_t r, s;
190         int res, error;
191         static int curfail;
192         static struct timeval lastfail;
193         struct uidinfo *uip;
194
195         uip = cred->cr_ruidinfo;
196
197         if (incr & PAGE_MASK)
198                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
199
200 #ifdef RACCT
201         if (racct_enable) {
202                 PROC_LOCK(curproc);
203                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
204                 PROC_UNLOCK(curproc);
205                 if (error != 0)
206                         return (0);
207         }
208 #endif
209
210         res = 0;
211         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
212         r = swap_reserved + incr;
213         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
214                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
215                 s *= PAGE_SIZE;
216         } else
217                 s = 0;
218         s += swap_total;
219         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
220             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
221                 res = 1;
222                 swap_reserved = r;
223         }
224         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
225
226         if (res) {
227                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
228                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
229                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
230                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
231                         res = 0;
232                 else
233                         uip->ui_vmsize += incr;
234                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
235                 if (!res) {
236                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
237                         swap_reserved -= incr;
238                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
239                 }
240         }
241         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
242                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
243                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
244         }
245
246 #ifdef RACCT
247         if (!res) {
248                 PROC_LOCK(curproc);
249                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
250                 PROC_UNLOCK(curproc);
251         }
252 #endif
253
254         return (res);
255 }
256
257 void
258 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
259 {
260         struct uidinfo *uip;
261
262         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
263         swap_reserved += incr;
264         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
265
266 #ifdef RACCT
267         PROC_LOCK(curproc);
268         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
269         PROC_UNLOCK(curproc);
270 #endif
271
272         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
273         PROC_LOCK(curproc);
274         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
275         uip->ui_vmsize += incr;
276         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
277         PROC_UNLOCK(curproc);
278 }
279
280 void
281 swap_release(vm_ooffset_t decr)
282 {
283         struct ucred *cred;
284
285         PROC_LOCK(curproc);
286         cred = curthread->td_ucred;
287         swap_release_by_cred(decr, cred);
288         PROC_UNLOCK(curproc);
289 }
290
291 void
292 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
293 {
294         struct uidinfo *uip;
295
296         uip = cred->cr_ruidinfo;
297
298         if (decr & PAGE_MASK)
299                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
300
301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
302         if (swap_reserved < decr)
303                 panic("swap_reserved < decr");
304         swap_reserved -= decr;
305         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
306
307         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
308         if (uip->ui_vmsize < decr)
309                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
310         uip->ui_vmsize -= decr;
311         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
312
313         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
314 }
315
316 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
317 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
318
319 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
320 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
321 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
322 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
323 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
324 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
325 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
326
327 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
328 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
329     NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I", "Maximum running async swap ops");
330
331 static struct swblock **swhash;
332 static int swhash_mask;
333 static struct mtx swhash_mtx;
334
335 static struct sx sw_alloc_sx;
336
337 /*
338  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
339  * of searching a named list by hashing it just a little.
340  */
341
342 #define NOBJLISTS               8
343
344 #define NOBJLIST(handle)        \
345         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
346
347 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */
348 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
349 static uma_zone_t       swap_zone;
350
351 /*
352  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
353  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
354  * (see vm/swap_pager.h).
355  */
356 static vm_object_t
357                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
358                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
359 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
360 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
361 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int,
362     pgo_getpages_iodone_t, void *);
363 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
364 static boolean_t
365                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
366 static void     swap_pager_init(void);
367 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
368 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
369
370 struct pagerops swappagerops = {
371         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
372         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
373         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
374         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
375         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
376         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
377         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
378         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
379 };
380
381 /*
382  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
383  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
384  *
385  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
386  * internal.
387  */
388 static int dmmax;
389 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
390 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
391
392 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
393         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
394
395 static void     swp_sizecheck(void);
396 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
397 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
398 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
399 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
400
401 /*
402  * Swap bitmap functions
403  */
404 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
405 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
406
407 /*
408  * Metadata functions
409  */
410 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
411 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
412 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
413 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
414 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
415
416 static void
417 swp_pager_free_nrpage(vm_page_t m)
418 {
419
420         vm_page_lock(m);
421         if (m->wire_count == 0)
422                 vm_page_free(m);
423         vm_page_unlock(m);
424 }
425
426 /*
427  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
428  *
429  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
430  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
431  *
432  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
433  *
434  *      No restrictions on call
435  *      This routine may not block.
436  */
437 static void
438 swp_sizecheck(void)
439 {
440
441         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
442                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
443                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
444                         swap_pager_almost_full = 1;
445                 }
446         } else {
447                 swap_pager_full = 0;
448                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
449                         swap_pager_almost_full = 0;
450         }
451 }
452
453 /*
454  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
455  *
456  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
457  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
458  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
459  *      find a swapblk.
460  */
461 static struct swblock **
462 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
463 {
464         struct swblock **pswap;
465         struct swblock *swap;
466
467         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
468         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
469         while ((swap = *pswap) != NULL) {
470                 if (swap->swb_object == object &&
471                     swap->swb_index == index
472                 ) {
473                         break;
474                 }
475                 pswap = &swap->swb_hnext;
476         }
477         return (pswap);
478 }
479
480 /*
481  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
482  *
483  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
484  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
485  *      system has yet to be initialized at this point.
486  */
487 static void
488 swap_pager_init(void)
489 {
490         /*
491          * Initialize object lists
492          */
493         int i;
494
495         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
496                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
497         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
498         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
499
500         /*
501          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
502          */
503         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
504 }
505
506 /*
507  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
508  *
509  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
510  *      its main loop.
511  */
512 void
513 swap_pager_swap_init(void)
514 {
515         unsigned long n, n2;
516
517         /*
518          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
519          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
520          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
521          * but it isn't very efficient).
522          *
523          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
524          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
525          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
526          * constrained by the swap device interleave stripe size.
527          *
528          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
529          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
530          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
531          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
532          * a higher value would probably generate only a limited improvement
533          * with three or four active swap devices since the system does not
534          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
535          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
536          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
537          * So it all works out pretty well.
538          */
539         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
540
541         mtx_lock(&pbuf_mtx);
542         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
543         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
544         nsw_wcount_async = 4;
545         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
546         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
547
548         /*
549          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
550          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
551          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
552          * is typically limited to around 32MB by default.
553          */
554         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
555         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
556                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
557         n2 = n;
558         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
559             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
560         if (swap_zone == NULL)
561                 panic("failed to create swap_zone.");
562         do {
563                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
564                         break;
565                 /*
566                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
567                  * size of the previous attempt.
568                  */
569                 n -= ((n + 2) / 3);
570         } while (n > 0);
571         if (n2 != n)
572                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
573         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
574         swzone = n * sizeof(struct swblock);
575         n2 = n;
576
577         /*
578          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
579          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
580          * oversized hash table.
581          *
582          *      n:              size of hash table, must be power of 2
583          *      swhash_mask:    hash table index mask
584          */
585         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
586                 ;
587         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
588         swhash_mask = n - 1;
589         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
590 }
591
592 /*
593  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
594  *                      its metadata structures.
595  *
596  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
597  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
598  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
599  *
600  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
601  *      object lookup race, so we must interlock.
602  *
603  * MPSAFE
604  */
605 static vm_object_t
606 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
607     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
608 {
609         vm_object_t object;
610         vm_pindex_t pindex;
611
612         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
613         if (handle) {
614                 mtx_lock(&Giant);
615                 /*
616                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
617                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
618                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
619                  * of the handle.
620                  */
621                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
622                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
623                 if (object == NULL) {
624                         if (cred != NULL) {
625                                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred)) {
626                                         sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
627                                         mtx_unlock(&Giant);
628                                         return (NULL);
629                                 }
630                                 crhold(cred);
631                         }
632                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
633                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
634                         object->handle = handle;
635                         if (cred != NULL) {
636                                 object->cred = cred;
637                                 object->charge = size;
638                         }
639                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
640                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
641                 }
642                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
643                 mtx_unlock(&Giant);
644         } else {
645                 if (cred != NULL) {
646                         if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
647                                 return (NULL);
648                         crhold(cred);
649                 }
650                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
651                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
652                 if (cred != NULL) {
653                         object->cred = cred;
654                         object->charge = size;
655                 }
656                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
657                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
658         }
659         return (object);
660 }
661
662 /*
663  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
664  *
665  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
666  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
667  *      routine is typically called only when the entire object is
668  *      about to be destroyed.
669  *
670  *      The object must be locked.
671  */
672 static void
673 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
674 {
675
676         /*
677          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
678          * pageout completion.
679          */
680         if (object->handle != NULL) {
681                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
682                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
683                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
684         }
685
686         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
687         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
688
689         /*
690          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
691          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
692          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
693          * if paging is still in progress on some objects.
694          */
695         swp_pager_meta_free_all(object);
696         object->handle = NULL;
697         object->type = OBJT_DEAD;
698 }
699
700 /************************************************************************
701  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
702  ************************************************************************/
703
704 /*
705  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
706  *
707  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
708  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
709  *      if the allocation failed.
710  *
711  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
712  *      when they configured swap and didn't configure enough.
713  *
714  *      This routine may not sleep.
715  *
716  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
717  */
718 static daddr_t
719 swp_pager_getswapspace(int npages)
720 {
721         daddr_t blk;
722         struct swdevt *sp;
723         int i;
724
725         blk = SWAPBLK_NONE;
726         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
727         sp = swdevhd;
728         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
729                 if (sp == NULL)
730                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
731                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
732                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
733                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
734                                 blk += sp->sw_first;
735                                 sp->sw_used += npages;
736                                 swap_pager_avail -= npages;
737                                 swp_sizecheck();
738                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
739                                 goto done;
740                         }
741                 }
742                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
743         }
744         if (swap_pager_full != 2) {
745                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
746                 swap_pager_full = 2;
747                 swap_pager_almost_full = 1;
748         }
749         swdevhd = NULL;
750 done:
751         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
752         return (blk);
753 }
754
755 static int
756 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
757 {
758
759         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
760 }
761
762 static void
763 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
764 {
765         struct swdevt *sp;
766
767         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
768         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
769                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
770                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
771                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
772                             unmapped_buf_allowed) {
773                                 bp->b_data = unmapped_buf;
774                                 bp->b_offset = 0;
775                         } else {
776                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
777                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
778                         }
779                         sp->sw_strategy(bp, sp);
780                         return;
781                 }
782         }
783         panic("Swapdev not found");
784 }
785
786
787 /*
788  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
789  *
790  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
791  *
792  *      This routine may not sleep.
793  */
794 static void
795 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
796 {
797         struct swdevt *sp;
798
799         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
800         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
801                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
802                         sp->sw_used -= npages;
803                         /*
804                          * If we are attempting to stop swapping on
805                          * this device, we don't want to mark any
806                          * blocks free lest they be reused.
807                          */
808                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
809                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
810                                     npages);
811                                 swap_pager_avail += npages;
812                                 swp_sizecheck();
813                         }
814                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
815                         return;
816                 }
817         }
818         panic("Swapdev not found");
819 }
820
821 /*
822  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
823  *                              range within an object.
824  *
825  *      This is a globally accessible routine.
826  *
827  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
828  *
829  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
830  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
831  *      we should be ok.
832  *
833  *      The object must be locked.
834  */
835 void
836 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
837 {
838
839         swp_pager_meta_free(object, start, size);
840 }
841
842 /*
843  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
844  *
845  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
846  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
847  *
848  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
849  */
850 int
851 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
852 {
853         int n = 0;
854         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
855         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
856
857         VM_OBJECT_WLOCK(object);
858         while (size) {
859                 if (n == 0) {
860                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
861                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
862                                 n >>= 1;
863                                 if (n == 0) {
864                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
865                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
866                                         return (-1);
867                                 }
868                         }
869                 }
870                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
871                 --size;
872                 ++start;
873                 ++blk;
874                 --n;
875         }
876         swp_pager_meta_free(object, start, n);
877         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
878         return (0);
879 }
880
881 /*
882  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
883  *                      and destroy the source.
884  *
885  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
886  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
887  *      we keep the destination's.
888  *
889  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
890  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
891  *      progress on the source.
892  *
893  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
894  *
895  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
896  *
897  *      The source and destination objects must be locked.
898  *      Both object locks may temporarily be released.
899  */
900 void
901 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
902     vm_pindex_t offset, int destroysource)
903 {
904         vm_pindex_t i;
905
906         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
907         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
908
909         /*
910          * If destroysource is set, we remove the source object from the
911          * swap_pager internal queue now.
912          */
913         if (destroysource) {
914                 if (srcobject->handle != NULL) {
915                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
916                         TAILQ_REMOVE(
917                             NOBJLIST(srcobject->handle),
918                             srcobject,
919                             pager_object_list
920                         );
921                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
922                 }
923         }
924
925         /*
926          * transfer source to destination.
927          */
928         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
929                 daddr_t dstaddr;
930
931                 /*
932                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
933                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
934                  * if the destination is a resident page, in which case the
935                  * source is thrown away.
936                  */
937                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
938
939                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
940                         /*
941                          * Destination has no swapblk and is not resident,
942                          * copy source.
943                          */
944                         daddr_t srcaddr;
945
946                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
947                             srcobject,
948                             i + offset,
949                             SWM_POP
950                         );
951
952                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
953                                 /*
954                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
955                                  */
956                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
957                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
958                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
959                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
960                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
961                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
962                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
963                         }
964                 } else {
965                         /*
966                          * Destination has valid swapblk or it is represented
967                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
968                          */
969
970                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
971                 }
972         }
973
974         /*
975          * Free left over swap blocks in source.
976          *
977          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
978          * double-remove the object from the swap queues.
979          */
980         if (destroysource) {
981                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
982                 /*
983                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
984                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
985                  * for consistency since we've removed the object from its
986                  * queues.
987                  */
988                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
989         }
990 }
991
992 /*
993  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
994  *                              the requested page.
995  *
996  *      We determine whether good backing store exists for the requested
997  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
998  *
999  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
1000  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
1001  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
1002  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
1003  *      doing here.
1004  */
1005 static boolean_t
1006 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
1007 {
1008         daddr_t blk0;
1009
1010         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1011         /*
1012          * do we have good backing store at the requested index ?
1013          */
1014         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1015
1016         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1017                 if (before)
1018                         *before = 0;
1019                 if (after)
1020                         *after = 0;
1021                 return (FALSE);
1022         }
1023
1024         /*
1025          * find backwards-looking contiguous good backing store
1026          */
1027         if (before != NULL) {
1028                 int i;
1029
1030                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1031                         daddr_t blk;
1032
1033                         if (i > pindex)
1034                                 break;
1035                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1036                         if (blk != blk0 - i)
1037                                 break;
1038                 }
1039                 *before = (i - 1);
1040         }
1041
1042         /*
1043          * find forward-looking contiguous good backing store
1044          */
1045         if (after != NULL) {
1046                 int i;
1047
1048                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1049                         daddr_t blk;
1050
1051                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1052                         if (blk != blk0 + i)
1053                                 break;
1054                 }
1055                 *after = (i - 1);
1056         }
1057         return (TRUE);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1062  *
1063  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1064  *      not, from the page.
1065  *
1066  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1067  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1068  *      calls us in a special-case situation
1069  *
1070  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1071  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1072  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1073  *      depends on it.
1074  *
1075  *      This routine may not sleep.
1076  *
1077  *      The object containing the page must be locked.
1078  */
1079 static void
1080 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1081 {
1082
1083         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1084 }
1085
1086 /*
1087  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
1088  *
1089  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
1090  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1091  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1092  *      belongs to the same object.
1093  *
1094  *      The code is designed for asynchronous operation and
1095  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1096  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1097  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1098  *
1099  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1100  *      calling us and we should return with the same.
1101  *
1102  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1103  *      left busy, but the others adjusted.
1104  */
1105 static int
1106 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
1107 {
1108         struct buf *bp;
1109         vm_page_t mreq;
1110         int i;
1111         int j;
1112         daddr_t blk;
1113
1114         mreq = m[reqpage];
1115
1116         /*
1117          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1118          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
1119          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
1120          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the
1121          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1122          *
1123          * The swp_*() calls must be made with the object locked.
1124          */
1125         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1126
1127         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1128                 daddr_t iblk;
1129
1130                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1131                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1132                         break;
1133         }
1134         ++i;
1135
1136         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1137                 daddr_t jblk;
1138
1139                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1140                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1141                         break;
1142         }
1143
1144         /*
1145          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1146          * mreq, it must remain busy throughout.
1147          */
1148         if (0 < i || j < count) {
1149                 int k;
1150
1151                 for (k = 0; k < i; ++k)
1152                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1153                 for (k = j; k < count; ++k)
1154                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1155         }
1156
1157         /*
1158          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq
1159          * still busy, but the others unbusied.
1160          */
1161         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1162                 return (VM_PAGER_FAIL);
1163
1164         /*
1165          * Getpbuf() can sleep.
1166          */
1167         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1168         /*
1169          * Get a swap buffer header to perform the IO
1170          */
1171         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1172         bp->b_flags |= B_PAGING;
1173
1174         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1175         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1176         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1177         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1178         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1179         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1180         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1181         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1182
1183         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1184         {
1185                 int k;
1186
1187                 for (k = i; k < j; ++k) {
1188                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1189                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1190                 }
1191         }
1192         bp->b_npages = j - i;
1193
1194         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1195         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1196
1197         /*
1198          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1199          * does not remove it.
1200          */
1201         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1202         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1203
1204         /*
1205          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1206          * this point because we automatically release it on completion.
1207          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1208          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1209          *
1210          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1211          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1212          *
1213          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1214          */
1215         BUF_KERNPROC(bp);
1216         swp_pager_strategy(bp);
1217
1218         /*
1219          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1220          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1221          * is set in the meta-data.
1222          */
1223         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1224         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1225                 mreq->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1226                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1227                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1228                     "swread", hz * 20)) {
1229                         printf(
1230 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1231                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1232                 }
1233         }
1234
1235         /*
1236          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1237          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1238          * not be valid.
1239          */
1240         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1241                 return (VM_PAGER_ERROR);
1242         } else {
1243                 return (VM_PAGER_OK);
1244         }
1245
1246         /*
1247          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1248          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1249          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1250          * to all-zero's later.
1251          */
1252 }
1253
1254 /*
1255  *      swap_pager_getpages_async():
1256  *
1257  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1258  *      swap_pager_getpages().
1259  */
1260 static int
1261 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1262     int reqpage, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1263 {
1264         int r, error;
1265
1266         r = swap_pager_getpages(object, m, count, reqpage);
1267         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1268         switch (r) {
1269         case VM_PAGER_OK:
1270                 error = 0;
1271                 break;
1272         case VM_PAGER_ERROR:
1273                 error = EIO;
1274                 break;
1275         case VM_PAGER_FAIL:
1276                 error = EINVAL;
1277                 break;
1278         default:
1279                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1280         }
1281         (iodone)(arg, m, count, error);
1282         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1283
1284         return (r);
1285 }
1286
1287 /*
1288  *      swap_pager_putpages:
1289  *
1290  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1291  *
1292  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1293  *      are automatically converted to SWAP objects.
1294  *
1295  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1296  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1297  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1298  *      which needs work.
1299  *
1300  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1301  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1302  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1303  *      completion.
1304  *
1305  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1306  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1307  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1308  */
1309 static void
1310 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1311     int flags, int *rtvals)
1312 {
1313         int i, n;
1314         boolean_t sync;
1315
1316         if (count && m[0]->object != object) {
1317                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1318                     object,
1319                     m[0]->object
1320                 );
1321         }
1322
1323         /*
1324          * Step 1
1325          *
1326          * Turn object into OBJT_SWAP
1327          * check for bogus sysops
1328          * force sync if not pageout process
1329          */
1330         if (object->type != OBJT_SWAP)
1331                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1332         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1333
1334         n = 0;
1335         if (curproc != pageproc)
1336                 sync = TRUE;
1337         else
1338                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1339
1340         /*
1341          * Step 2
1342          *
1343          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1344          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1345          * successfully.
1346          */
1347         for (i = 0; i < count; i += n) {
1348                 int j;
1349                 struct buf *bp;
1350                 daddr_t blk;
1351
1352                 /*
1353                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1354                  */
1355                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1356                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1357
1358                 /*
1359                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1360                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1361                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1362                  * fragment swap.
1363                  */
1364                 while (
1365                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1366                     n > 4
1367                 ) {
1368                         n >>= 1;
1369                 }
1370                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1371                         for (j = 0; j < n; ++j)
1372                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1373                         continue;
1374                 }
1375
1376                 /*
1377                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1378                  * request and assign the swap space.
1379                  */
1380                 if (sync == TRUE) {
1381                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1382                 } else {
1383                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1384                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1385                 }
1386                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1387                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1388
1389                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1390                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1391                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1392                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1393                 bp->b_blkno = blk;
1394
1395                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1396                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1397                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1398
1399                         swp_pager_meta_build(
1400                             mreq->object,
1401                             mreq->pindex,
1402                             blk + j
1403                         );
1404                         vm_page_dirty(mreq);
1405                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1406                         bp->b_pages[j] = mreq;
1407                 }
1408                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1409                 bp->b_npages = n;
1410                 /*
1411                  * Must set dirty range for NFS to work.
1412                  */
1413                 bp->b_dirtyoff = 0;
1414                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1415
1416                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1417                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1418
1419                 /*
1420                  * We unconditionally set rtvals[] to VM_PAGER_PEND so that we
1421                  * can call the async completion routine at the end of a
1422                  * synchronous I/O operation.  Otherwise, our caller would
1423                  * perform duplicate unbusy and wakeup operations on the page
1424                  * and object, respectively.
1425                  */
1426                 for (j = 0; j < n; j++)
1427                         rtvals[i + j] = VM_PAGER_PEND;
1428
1429                 /*
1430                  * asynchronous
1431                  *
1432                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1433                  */
1434                 if (sync == FALSE) {
1435                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1436                         BUF_KERNPROC(bp);
1437                         swp_pager_strategy(bp);
1438                         continue;
1439                 }
1440
1441                 /*
1442                  * synchronous
1443                  *
1444                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1445                  */
1446                 bp->b_iodone = bdone;
1447                 swp_pager_strategy(bp);
1448
1449                 /*
1450                  * Wait for the sync I/O to complete.
1451                  */
1452                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1453
1454                 /*
1455                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1456                  * normal async completion, which frees everything up.
1457                  */
1458                 swp_pager_async_iodone(bp);
1459         }
1460         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1461 }
1462
1463 /*
1464  *      swp_pager_async_iodone:
1465  *
1466  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1467  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1468  *
1469  *      This routine may not sleep.
1470  */
1471 static void
1472 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1473 {
1474         int i;
1475         vm_object_t object = NULL;
1476
1477         /*
1478          * report error
1479          */
1480         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1481                 printf(
1482                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1483                         "size %ld, error %d\n",
1484                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1485                     (long)bp->b_blkno,
1486                     (long)bp->b_bcount,
1487                     bp->b_error
1488                 );
1489         }
1490
1491         /*
1492          * remove the mapping for kernel virtual
1493          */
1494         if (buf_mapped(bp))
1495                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1496         else
1497                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1498
1499         if (bp->b_npages) {
1500                 object = bp->b_pages[0]->object;
1501                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1502         }
1503
1504         /*
1505          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1506          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1507          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1508          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1509          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1510          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1511          */
1512         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1513                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1514
1515                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1516                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1517                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1518                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1519                 }
1520
1521                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1522                         /*
1523                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1524                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1525                          * can never be used again.  But I can't from an
1526                          * interrupt.
1527                          */
1528                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1529                                 /*
1530                                  * When reading, reqpage needs to stay
1531                                  * locked for the parent, but all other
1532                                  * pages can be freed.  We still want to
1533                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1534                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and
1535                                  * not match anything ).
1536                                  *
1537                                  * We have to wake specifically requested pages
1538                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1539                                  * someone may be waiting for that.
1540                                  *
1541                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1542                                  * be overridden by the original caller of
1543                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1544                                  */
1545                                 m->valid = 0;
1546                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1547                                         swp_pager_free_nrpage(m);
1548                                 else {
1549                                         vm_page_lock(m);
1550                                         vm_page_flash(m);
1551                                         vm_page_unlock(m);
1552                                 }
1553                                 /*
1554                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake
1555                                  * the page up.  The caller needs to.
1556                                  */
1557                         } else {
1558                                 /*
1559                                  * If a write error occurs, reactivate page
1560                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1561                                  * then finish the I/O.
1562                                  */
1563                                 vm_page_dirty(m);
1564                                 vm_page_lock(m);
1565                                 vm_page_activate(m);
1566                                 vm_page_unlock(m);
1567                                 vm_page_sunbusy(m);
1568                         }
1569                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1570                         /*
1571                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1572                          * overridden by the original caller of getpages so
1573                          * we cannot set them in order to free the underlying
1574                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1575                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1576                          * that existed in the old swapper for a time before
1577                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1578                          *
1579                          * If not the requested page then deactivate it.
1580                          *
1581                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1582                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1583                          * other pages are released (unbusied) by
1584                          * vm_page_xunbusy().
1585                          */
1586                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1587                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1588                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1589                         KASSERT(m->dirty == 0,
1590                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1591
1592                         /*
1593                          * We have to wake specifically requested pages
1594                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1595                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1596                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1597                          * requested page - getpages expects it to be
1598                          * left busy.
1599                          */
1600                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1601                                 vm_page_lock(m);
1602                                 vm_page_deactivate(m);
1603                                 vm_page_unlock(m);
1604                                 vm_page_xunbusy(m);
1605                         } else {
1606                                 vm_page_lock(m);
1607                                 vm_page_flash(m);
1608                                 vm_page_unlock(m);
1609                         }
1610                 } else {
1611                         /*
1612                          * For write success, clear the dirty
1613                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1614                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1615                          */
1616                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1617                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1618                             " protected", m));
1619                         vm_page_undirty(m);
1620                         vm_page_sunbusy(m);
1621                         if (vm_page_count_severe()) {
1622                                 vm_page_lock(m);
1623                                 vm_page_try_to_cache(m);
1624                                 vm_page_unlock(m);
1625                         }
1626                 }
1627         }
1628
1629         /*
1630          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1631          * pip refs on the object.
1632          */
1633         if (object != NULL) {
1634                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1635                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1636         }
1637
1638         /*
1639          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1640          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1641          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1642          */
1643         if (bp->b_vp) {
1644                     bp->b_vp = NULL;
1645                     bp->b_bufobj = NULL;
1646         }
1647         /*
1648          * release the physical I/O buffer
1649          */
1650         relpbuf(
1651             bp,
1652             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1653                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1654                     &nsw_wcount_async :
1655                     &nsw_wcount_sync
1656                 )
1657             )
1658         );
1659 }
1660
1661 /*
1662  *      swap_pager_isswapped:
1663  *
1664  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1665  *      out to the given swap device.
1666  *
1667  *      This routine may not sleep.
1668  */
1669 int
1670 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1671 {
1672         daddr_t index = 0;
1673         int bcount;
1674         int i;
1675
1676         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1677         if (object->type != OBJT_SWAP)
1678                 return (0);
1679
1680         mtx_lock(&swhash_mtx);
1681         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1682                 struct swblock *swap;
1683
1684                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1685                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1686                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1687                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1688                                         return (1);
1689                                 }
1690                         }
1691                 }
1692                 index += SWAP_META_PAGES;
1693         }
1694         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1695         return (0);
1696 }
1697
1698 /*
1699  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1700  *
1701  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1702  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1703  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1704  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1705  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1706  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1707  *      paged in.
1708  *
1709  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1710  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1711  */
1712 static inline void
1713 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1714 {
1715         vm_page_t m;
1716
1717         vm_object_pip_add(object, 1);
1718         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1719         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1720                 vm_object_pip_wakeup(object);
1721                 vm_page_dirty(m);
1722                 vm_page_lock(m);
1723                 vm_page_activate(m);
1724                 vm_page_unlock(m);
1725                 vm_page_xunbusy(m);
1726                 vm_pager_page_unswapped(m);
1727                 return;
1728         }
1729
1730         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1731                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1732         vm_object_pip_wakeup(object);
1733         vm_page_dirty(m);
1734         vm_page_lock(m);
1735         vm_page_deactivate(m);
1736         vm_page_unlock(m);
1737         vm_page_xunbusy(m);
1738         vm_pager_page_unswapped(m);
1739 }
1740
1741 /*
1742  *      swap_pager_swapoff:
1743  *
1744  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1745  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1746  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1747  *      There may be no processes swapped out to the device.
1748  *
1749  *      This routine may block.
1750  */
1751 static void
1752 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1753 {
1754         struct swblock *swap;
1755         int i, j, retries;
1756
1757         GIANT_REQUIRED;
1758
1759         retries = 0;
1760 full_rescan:
1761         mtx_lock(&swhash_mtx);
1762         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1763 restart:
1764                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1765                         vm_object_t object = swap->swb_object;
1766                         vm_pindex_t pindex = swap->swb_index;
1767                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1768                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp)) {
1769                                         /* avoid deadlock */
1770                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1771                                                 break;
1772                                         } else {
1773                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1774                                                 swp_pager_force_pagein(object,
1775                                                     pindex + j);
1776                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1777                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1778                                                 goto restart;
1779                                         }
1780                                 }
1781                         }
1782                 }
1783         }
1784         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1785         if (sp->sw_used) {
1786                 /*
1787                  * Objects may be locked or paging to the device being
1788                  * removed, so we will miss their pages and need to
1789                  * make another pass.  We have marked this device as
1790                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1791                  */
1792                 retries++;
1793                 if (retries > 100) {
1794                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1795                             sp->sw_used);
1796                 }
1797                 pause("swpoff", hz / 20);
1798                 goto full_rescan;
1799         }
1800 }
1801
1802 /************************************************************************
1803  *                              SWAP META DATA                          *
1804  ************************************************************************
1805  *
1806  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1807  *      OBJT_SWAP object.
1808  *
1809  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1810  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1811  *      appropriate tracking counters.
1812  */
1813
1814 /*
1815  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1816  *
1817  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1818  *      object.
1819  *
1820  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1821  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1822  *      assigned swapblk is freed.
1823  */
1824 static void
1825 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1826 {
1827         static volatile int exhausted;
1828         struct swblock *swap;
1829         struct swblock **pswap;
1830         int idx;
1831
1832         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1833         /*
1834          * Convert default object to swap object if necessary
1835          */
1836         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1837                 object->type = OBJT_SWAP;
1838                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1839
1840                 if (object->handle != NULL) {
1841                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1842                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1843                             NOBJLIST(object->handle),
1844                             object,
1845                             pager_object_list
1846                         );
1847                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1848                 }
1849         }
1850
1851         /*
1852          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1853          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1854          * and, since the hash table may have changed, retry.
1855          */
1856 retry:
1857         mtx_lock(&swhash_mtx);
1858         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1859
1860         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1861                 int i;
1862
1863                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1864                         goto done;
1865
1866                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1867                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1868                 if (swap == NULL) {
1869                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1870                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1871                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1872                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1873                                         printf("swap zone exhausted, "
1874                                             "increase kern.maxswzone\n");
1875                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1876                                 pause("swzonex", 10);
1877                         } else
1878                                 VM_WAIT;
1879                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1880                         goto retry;
1881                 }
1882
1883                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1884                         printf("swap zone ok\n");
1885
1886                 swap->swb_hnext = NULL;
1887                 swap->swb_object = object;
1888                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1889                 swap->swb_count = 0;
1890
1891                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1892
1893                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1894                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1895         }
1896
1897         /*
1898          * Delete prior contents of metadata
1899          */
1900         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1901
1902         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1903                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1904                 --swap->swb_count;
1905         }
1906
1907         /*
1908          * Enter block into metadata
1909          */
1910         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1911         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1912                 ++swap->swb_count;
1913 done:
1914         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1915 }
1916
1917 /*
1918  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1919  *
1920  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1921  *      returned to the swap bitmap.
1922  *
1923  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1924  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1925  *      with resident pages.
1926  */
1927 static void
1928 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1929 {
1930
1931         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1932         if (object->type != OBJT_SWAP)
1933                 return;
1934
1935         while (count > 0) {
1936                 struct swblock **pswap;
1937                 struct swblock *swap;
1938
1939                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1940                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1941
1942                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1943                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1944
1945                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1946                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1947                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1948                                         SWAPBLK_NONE;
1949                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1950                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1951                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1952                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1953                                 }
1954                         }
1955                         --count;
1956                         ++index;
1957                 } else {
1958                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1959                         count -= n;
1960                         index += n;
1961                 }
1962                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1963         }
1964 }
1965
1966 /*
1967  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1968  *
1969  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1970  *      an object.
1971  */
1972 static void
1973 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1974 {
1975         daddr_t index = 0;
1976
1977         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1978         if (object->type != OBJT_SWAP)
1979                 return;
1980
1981         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1982                 struct swblock **pswap;
1983                 struct swblock *swap;
1984
1985                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1986                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1987                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1988                         int i;
1989
1990                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1991                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1992                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1993                                         --swap->swb_count;
1994                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1995                                 }
1996                         }
1997                         if (swap->swb_count != 0)
1998                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1999                         *pswap = swap->swb_hnext;
2000                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2001                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2002                 }
2003                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
2004                 index += SWAP_META_PAGES;
2005         }
2006 }
2007
2008 /*
2009  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2010  *
2011  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2012  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2013  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2014  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2015  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
2016  *      meta-data swapblks.
2017  *
2018  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2019  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2020  *
2021  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
2022  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
2023  *      busy page.
2024  *
2025  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2026  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2027  */
2028 static daddr_t
2029 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
2030 {
2031         struct swblock **pswap;
2032         struct swblock *swap;
2033         daddr_t r1;
2034         int idx;
2035
2036         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2037         /*
2038          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
2039          * and even then might not be allocated yet.
2040          */
2041         if (object->type != OBJT_SWAP)
2042                 return (SWAPBLK_NONE);
2043
2044         r1 = SWAPBLK_NONE;
2045         mtx_lock(&swhash_mtx);
2046         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
2047
2048         if ((swap = *pswap) != NULL) {
2049                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
2050                 r1 = swap->swb_pages[idx];
2051
2052                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2053                         if (flags & SWM_FREE) {
2054                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
2055                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2056                         }
2057                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2058                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2059                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2060                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2061                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2062                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2063                                 }
2064                         }
2065                 }
2066         }
2067         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2068         return (r1);
2069 }
2070
2071 /*
2072  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2073  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2074  * if already swapping on this device.
2075  */
2076 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2077 struct swapon_args {
2078         char *name;
2079 };
2080 #endif
2081
2082 /*
2083  * MPSAFE
2084  */
2085 /* ARGSUSED */
2086 int
2087 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2088 {
2089         struct vattr attr;
2090         struct vnode *vp;
2091         struct nameidata nd;
2092         int error;
2093
2094         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2095         if (error)
2096                 return (error);
2097
2098         mtx_lock(&Giant);
2099         while (swdev_syscall_active)
2100             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
2101         swdev_syscall_active = 1;
2102
2103         /*
2104          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2105          * memory of >1GB.
2106          */
2107         if (swap_zone == NULL) {
2108                 error = ENOMEM;
2109                 goto done;
2110         }
2111
2112         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2113             uap->name, td);
2114         error = namei(&nd);
2115         if (error)
2116                 goto done;
2117
2118         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2119         vp = nd.ni_vp;
2120
2121         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2122                 error = swapongeom(td, vp);
2123         } else if (vp->v_type == VREG &&
2124             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2125             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2126                 /*
2127                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2128                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2129                  */
2130                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2131         }
2132
2133         if (error)
2134                 vrele(vp);
2135 done:
2136         swdev_syscall_active = 0;
2137         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2138         mtx_unlock(&Giant);
2139         return (error);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2144  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2145  * message and return -1; otherwise, return 0.
2146  */
2147 static int
2148 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2149 {
2150         unsigned long maxpages;
2151
2152         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2153         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2154
2155         /* recommend using no more than half that amount */
2156         if (npages > maxpages / 2) {
2157                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2158                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2159                     npages, maxpages / 2);
2160                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2161                     "or reduce amount of swap.\n");
2162                 return (-1);
2163         }
2164         return (0);
2165 }
2166
2167 static void
2168 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2169     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2170 {
2171         struct swdevt *sp, *tsp;
2172         swblk_t dvbase;
2173         u_long mblocks;
2174
2175         /*
2176          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2177          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2178          *
2179          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2180          */
2181         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2182         nblks = dbtoc(nblks);
2183
2184         /*
2185          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2186          * tree bitmap code.
2187          */
2188         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2189         if (nblks > mblocks) {
2190                 printf(
2191     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2192                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2193                 nblks = mblocks;
2194         }
2195
2196         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2197         sp->sw_vp = vp;
2198         sp->sw_id = id;
2199         sp->sw_dev = dev;
2200         sp->sw_flags = 0;
2201         sp->sw_nblks = nblks;
2202         sp->sw_used = 0;
2203         sp->sw_strategy = strategy;
2204         sp->sw_close = close;
2205         sp->sw_flags = flags;
2206
2207         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2208         /*
2209          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2210          * any bsd label at the front of the partition
2211          */
2212         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2213
2214         dvbase = 0;
2215         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2216         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2217                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2218                         /*
2219                          * We put one uncovered page between the devices
2220                          * in order to definitively prevent any cross-device
2221                          * I/O requests
2222                          */
2223                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2224                 }
2225         }
2226         sp->sw_first = dvbase;
2227         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2228         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2229         nswapdev++;
2230         swap_pager_avail += nblks;
2231         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2232         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2233         swp_sizecheck();
2234         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2235 }
2236
2237 /*
2238  * SYSCALL: swapoff(devname)
2239  *
2240  * Disable swapping on the given device.
2241  *
2242  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2243  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2244  * only to make this work.
2245  */
2246 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2247 struct swapoff_args {
2248         char *name;
2249 };
2250 #endif
2251
2252 /*
2253  * MPSAFE
2254  */
2255 /* ARGSUSED */
2256 int
2257 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2258 {
2259         struct vnode *vp;
2260         struct nameidata nd;
2261         struct swdevt *sp;
2262         int error;
2263
2264         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2265         if (error)
2266                 return (error);
2267
2268         mtx_lock(&Giant);
2269         while (swdev_syscall_active)
2270             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2271         swdev_syscall_active = 1;
2272
2273         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2274             td);
2275         error = namei(&nd);
2276         if (error)
2277                 goto done;
2278         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2279         vp = nd.ni_vp;
2280
2281         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2282         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2283                 if (sp->sw_vp == vp)
2284                         break;
2285         }
2286         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2287         if (sp == NULL) {
2288                 error = EINVAL;
2289                 goto done;
2290         }
2291         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2292 done:
2293         swdev_syscall_active = 0;
2294         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2295         mtx_unlock(&Giant);
2296         return (error);
2297 }
2298
2299 static int
2300 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2301 {
2302         u_long nblks, dvbase;
2303 #ifdef MAC
2304         int error;
2305 #endif
2306
2307         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2308 #ifdef MAC
2309         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2310         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2311         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2312         if (error != 0)
2313                 return (error);
2314 #endif
2315         nblks = sp->sw_nblks;
2316
2317         /*
2318          * We can turn off this swap device safely only if the
2319          * available virtual memory in the system will fit the amount
2320          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2321          * the system doesn't become critically low on swap space.
2322          */
2323         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2324             nblks + nswap_lowat) {
2325                 return (ENOMEM);
2326         }
2327
2328         /*
2329          * Prevent further allocations on this device.
2330          */
2331         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2332         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2333         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2334                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2335                      dvbase, dmmax);
2336         }
2337         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2338         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2339
2340         /*
2341          * Page in the contents of the device and close it.
2342          */
2343         swap_pager_swapoff(sp);
2344
2345         sp->sw_close(curthread, sp);
2346         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2347         sp->sw_id = NULL;
2348         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2349         nswapdev--;
2350         if (nswapdev == 0) {
2351                 swap_pager_full = 2;
2352                 swap_pager_almost_full = 1;
2353         }
2354         if (swdevhd == sp)
2355                 swdevhd = NULL;
2356         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2357         blist_destroy(sp->sw_blist);
2358         free(sp, M_VMPGDATA);
2359         return (0);
2360 }
2361
2362 void
2363 swapoff_all(void)
2364 {
2365         struct swdevt *sp, *spt;
2366         const char *devname;
2367         int error;
2368
2369         mtx_lock(&Giant);
2370         while (swdev_syscall_active)
2371                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2372         swdev_syscall_active = 1;
2373
2374         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2375         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2376                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2377                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2378                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2379                 else
2380                         devname = "[file]";
2381                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2382                 if (error != 0) {
2383                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2384                             "skipping.\n", devname, error);
2385                 } else if (bootverbose) {
2386                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2387                 }
2388                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2389         }
2390         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2391
2392         swdev_syscall_active = 0;
2393         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2394         mtx_unlock(&Giant);
2395 }
2396
2397 void
2398 swap_pager_status(int *total, int *used)
2399 {
2400         struct swdevt *sp;
2401
2402         *total = 0;
2403         *used = 0;
2404         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2405         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2406                 *total += sp->sw_nblks;
2407                 *used += sp->sw_used;
2408         }
2409         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2410 }
2411
2412 int
2413 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2414 {
2415         struct swdevt *sp;
2416         const char *tmp_devname;
2417         int error, n;
2418
2419         n = 0;
2420         error = ENOENT;
2421         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2422         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2423                 if (n != name) {
2424                         n++;
2425                         continue;
2426                 }
2427                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2428                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2429                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2430                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2431                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2432                 if (devname != NULL) {
2433                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2434                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2435                         else
2436                                 tmp_devname = "[file]";
2437                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2438                 }
2439                 error = 0;
2440                 break;
2441         }
2442         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2443         return (error);
2444 }
2445
2446 static int
2447 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2448 {
2449         struct xswdev xs;
2450         int error;
2451
2452         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2453                 return (EINVAL);
2454         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2455         if (error != 0)
2456                 return (error);
2457         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2458         return (error);
2459 }
2460
2461 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2462     "Number of swap devices");
2463 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2464     "Swap statistics by device");
2465
2466 /*
2467  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2468  *                        vmspace.
2469  *
2470  *      The map must be locked.
2471  *
2472  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2473  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2474  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2475  *      count for at least 1 swap page.
2476  */
2477 long
2478 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2479 {
2480         vm_map_t map;
2481         vm_map_entry_t cur;
2482         vm_object_t object;
2483         long count, n;
2484
2485         map = &vmspace->vm_map;
2486         count = 0;
2487
2488         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2489                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2490                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2491                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2492                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2493                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2494                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2495                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2496                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2497                         }
2498                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2499                 }
2500         }
2501         return (count);
2502 }
2503
2504 /*
2505  * GEOM backend
2506  *
2507  * Swapping onto disk devices.
2508  *
2509  */
2510
2511 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2512
2513 static struct g_class g_swap_class = {
2514         .name = "SWAP",
2515         .version = G_VERSION,
2516         .orphan = swapgeom_orphan,
2517 };
2518
2519 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2520
2521
2522 static void
2523 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2524 {
2525         struct g_consumer *cp;
2526
2527         cp = arg;
2528         g_access(cp, -1, -1, 0);
2529         g_detach(cp);
2530         g_destroy_consumer(cp);
2531 }
2532
2533 /*
2534  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2535  */
2536 static void
2537 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2538 {
2539
2540         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2541         cp->index++;
2542 }
2543
2544 /*
2545  * Remove a reference from the g_consumer. Post a close event if
2546  * all referneces go away.
2547  */
2548 static void
2549 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2550 {
2551
2552         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2553         cp->index--;
2554         if (cp->index == 0) {
2555                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2556                         sp->sw_id = NULL;
2557         }
2558 }
2559
2560 static void
2561 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2562 {
2563         struct swdevt *sp;
2564         struct buf *bp;
2565         struct g_consumer *cp;
2566
2567         bp = bp2->bio_caller2;
2568         cp = bp2->bio_from;
2569         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2570         if (bp2->bio_error)
2571                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2572         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2573         bp->b_error = bp2->bio_error;
2574         bufdone(bp);
2575         sp = bp2->bio_caller1;
2576         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2577         swapgeom_release(cp, sp);
2578         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2579         g_destroy_bio(bp2);
2580 }
2581
2582 static void
2583 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2584 {
2585         struct bio *bio;
2586         struct g_consumer *cp;
2587
2588         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2589         cp = sp->sw_id;
2590         if (cp == NULL) {
2591                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2592                 bp->b_error = ENXIO;
2593                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2594                 bufdone(bp);
2595                 return;
2596         }
2597         swapgeom_acquire(cp);
2598         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2599         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2600                 bio = g_new_bio();
2601         else
2602                 bio = g_alloc_bio();
2603         if (bio == NULL) {
2604                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2605                 swapgeom_release(cp, sp);
2606                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2607                 bp->b_error = ENOMEM;
2608                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2609                 bufdone(bp);
2610                 return;
2611         }
2612
2613         bio->bio_caller1 = sp;
2614         bio->bio_caller2 = bp;
2615         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2616         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2617         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2618         bio->bio_done = swapgeom_done;
2619         if (!buf_mapped(bp)) {
2620                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2621                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2622                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2623                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2624                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2625         } else {
2626                 bio->bio_data = bp->b_data;
2627                 bio->bio_ma = NULL;
2628         }
2629         g_io_request(bio, cp);
2630         return;
2631 }
2632
2633 static void
2634 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2635 {
2636         struct swdevt *sp;
2637         int destroy;
2638
2639         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2640         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2641                 if (sp->sw_id == cp) {
2642                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2643                         break;
2644                 }
2645         }
2646         /*
2647          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2648          * special context where we don't have to queue the call to
2649          * swapgeom_close_ev().
2650          */
2651         cp->index--;
2652         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2653         if (destroy)
2654                 sp->sw_id = NULL;
2655         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2656         if (destroy)
2657                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2658 }
2659
2660 static void
2661 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2662 {
2663         struct g_consumer *cp;
2664
2665         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2666         cp = sw->sw_id;
2667         sw->sw_id = NULL;
2668         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2669         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2670         if (cp != NULL)
2671                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2672 }
2673
2674
2675 struct swh0h0 {
2676         struct cdev *dev;
2677         struct vnode *vp;
2678         int     error;
2679 };
2680
2681 static void
2682 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2683 {
2684         struct swh0h0 *swh;
2685         struct g_provider *pp;
2686         struct g_consumer *cp;
2687         static struct g_geom *gp;
2688         struct swdevt *sp;
2689         u_long nblks;
2690         int error;
2691
2692         swh = arg;
2693         swh->error = 0;
2694         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2695         if (pp == NULL) {
2696                 swh->error = ENODEV;
2697                 return;
2698         }
2699         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2700         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2701                 cp = sp->sw_id;
2702                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2703                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2704                         swh->error = EBUSY;
2705                         return;
2706                 }
2707         }
2708         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2709         if (gp == NULL)
2710                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2711         cp = g_new_consumer(gp);
2712         cp->index = 1;          /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2713         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2714         g_attach(cp, pp);
2715         /*
2716          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2717          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2718          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2719          * set an exclusive count :-(
2720          */
2721         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2722         if (error) {
2723                 g_detach(cp);
2724                 g_destroy_consumer(cp);
2725                 swh->error = error;
2726                 return;
2727         }
2728         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2729         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2730             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev),
2731             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2732         swh->error = 0;
2733 }
2734
2735 static int
2736 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2737 {
2738         int error;
2739         struct swh0h0 swh;
2740
2741         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2742
2743         swh.dev = vp->v_rdev;
2744         swh.vp = vp;
2745         swh.error = 0;
2746         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2747         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2748         if (!error)
2749                 error = swh.error;
2750         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2751         return (error);
2752 }
2753
2754 /*
2755  * VNODE backend
2756  *
2757  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2758  * with NFS) swapfiles.
2759  *
2760  */
2761
2762 static void
2763 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2764 {
2765         struct vnode *vp2;
2766
2767         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2768
2769         vp2 = sp->sw_id;
2770         vhold(vp2);
2771         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2772                 if (bp->b_bufobj)
2773                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2774                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2775         }
2776         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2777                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2778         bp->b_vp = vp2;
2779         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2780         bstrategy(bp);
2781         return;
2782 }
2783
2784 static void
2785 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2786 {
2787
2788         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2789         vrele(sp->sw_vp);
2790 }
2791
2792
2793 static int
2794 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2795 {
2796         struct swdevt *sp;
2797         int error;
2798
2799         if (nblks == 0)
2800                 return (ENXIO);
2801         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2802         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2803                 if (sp->sw_id == vp) {
2804                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2805                         return (EBUSY);
2806                 }
2807         }
2808         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2809
2810         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2811 #ifdef MAC
2812         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2813         if (error == 0)
2814 #endif
2815                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2816         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2817         if (error)
2818                 return (error);
2819
2820         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2821             NODEV, 0);
2822         return (0);
2823 }
2824
2825 static int
2826 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2827 {
2828         int error, new, n;
2829
2830         new = nsw_wcount_async_max;
2831         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2832         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2833                 return (error);
2834
2835         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2836                 return (EINVAL);
2837
2838         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2839         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2840                 /*
2841                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2842                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2843                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2844                  */
2845                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2846                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2847                         nsw_wcount_async += n;
2848                         nsw_wcount_async_max += n;
2849                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2850                 } else {
2851                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2852                         nsw_wcount_async = 0;
2853                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2854                             "swpsysctl", 0);
2855                 }
2856         }
2857         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2858
2859         return (0);
2860 }