]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Merge ^/head r320042 through r320397.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_compat.h"
73 #include "opt_swap.h"
74 #include "opt_vm.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/conf.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/priv.h>
81 #include <sys/proc.h>
82 #include <sys/bio.h>
83 #include <sys/buf.h>
84 #include <sys/disk.h>
85 #include <sys/fcntl.h>
86 #include <sys/mount.h>
87 #include <sys/namei.h>
88 #include <sys/vnode.h>
89 #include <sys/malloc.h>
90 #include <sys/racct.h>
91 #include <sys/resource.h>
92 #include <sys/resourcevar.h>
93 #include <sys/rwlock.h>
94 #include <sys/sysctl.h>
95 #include <sys/sysproto.h>
96 #include <sys/blist.h>
97 #include <sys/lock.h>
98 #include <sys/sx.h>
99 #include <sys/vmmeter.h>
100
101 #include <security/mac/mac_framework.h>
102
103 #include <vm/vm.h>
104 #include <vm/pmap.h>
105 #include <vm/vm_map.h>
106 #include <vm/vm_kern.h>
107 #include <vm/vm_object.h>
108 #include <vm/vm_page.h>
109 #include <vm/vm_pager.h>
110 #include <vm/vm_pageout.h>
111 #include <vm/vm_param.h>
112 #include <vm/swap_pager.h>
113 #include <vm/vm_extern.h>
114 #include <vm/uma.h>
115
116 #include <geom/geom.h>
117
118 /*
119  * MAX_PAGEOUT_CLUSTER must be a power of 2 between 1 and 64.
120  * The 64-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
121  */
122 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
123 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER     32
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 SWAP_META_PAGES         32
138 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
139
140 struct swblock {
141         struct swblock  *swb_hnext;
142         vm_object_t     swb_object;
143         vm_pindex_t     swb_index;
144         int             swb_count;
145         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
146 };
147
148 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
149 static struct mtx sw_dev_mtx;
150 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
151 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
152 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
153 int swap_pager_avail;
154 static struct sx swdev_syscall_lock;    /* serialize swap(on|off) */
155
156 static vm_ooffset_t swap_total;
157 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
158     "Total amount of available swap storage.");
159 static vm_ooffset_t swap_reserved;
160 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
161     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
162 static int overcommit = 0;
163 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
164     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
165     "for details.");
166 static unsigned long swzone;
167 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
168     "Actual size of swap metadata zone");
169 static unsigned long swap_maxpages;
170 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
171     "Maximum amount of swap supported");
172
173 /* bits from overcommit */
174 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
175 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
176 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
177
178 int
179 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
180 {
181
182         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
183 }
184
185 int
186 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
187 {
188         vm_ooffset_t r, s;
189         int res, error;
190         static int curfail;
191         static struct timeval lastfail;
192         struct uidinfo *uip;
193
194         uip = cred->cr_ruidinfo;
195
196         if (incr & PAGE_MASK)
197                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
198
199 #ifdef RACCT
200         if (racct_enable) {
201                 PROC_LOCK(curproc);
202                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
203                 PROC_UNLOCK(curproc);
204                 if (error != 0)
205                         return (0);
206         }
207 #endif
208
209         res = 0;
210         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
211         r = swap_reserved + incr;
212         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
213                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
214                 s *= PAGE_SIZE;
215         } else
216                 s = 0;
217         s += swap_total;
218         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
219             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
220                 res = 1;
221                 swap_reserved = r;
222         }
223         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
224
225         if (res) {
226                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
227                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
228                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
229                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
230                         res = 0;
231                 else
232                         uip->ui_vmsize += incr;
233                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
234                 if (!res) {
235                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
236                         swap_reserved -= incr;
237                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
238                 }
239         }
240         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
241                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
242                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
243         }
244
245 #ifdef RACCT
246         if (!res) {
247                 PROC_LOCK(curproc);
248                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
249                 PROC_UNLOCK(curproc);
250         }
251 #endif
252
253         return (res);
254 }
255
256 void
257 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
258 {
259         struct uidinfo *uip;
260
261         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
262         swap_reserved += incr;
263         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
264
265 #ifdef RACCT
266         PROC_LOCK(curproc);
267         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
268         PROC_UNLOCK(curproc);
269 #endif
270
271         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
272         PROC_LOCK(curproc);
273         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
274         uip->ui_vmsize += incr;
275         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
276         PROC_UNLOCK(curproc);
277 }
278
279 void
280 swap_release(vm_ooffset_t decr)
281 {
282         struct ucred *cred;
283
284         PROC_LOCK(curproc);
285         cred = curthread->td_ucred;
286         swap_release_by_cred(decr, cred);
287         PROC_UNLOCK(curproc);
288 }
289
290 void
291 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
292 {
293         struct uidinfo *uip;
294
295         uip = cred->cr_ruidinfo;
296
297         if (decr & PAGE_MASK)
298                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
299
300         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
301         if (swap_reserved < decr)
302                 panic("swap_reserved < decr");
303         swap_reserved -= decr;
304         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
305
306         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
307         if (uip->ui_vmsize < decr)
308                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
309         uip->ui_vmsize -= decr;
310         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
311
312         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
313 }
314
315 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
316 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
317
318 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
319 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
320 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
321 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
322 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
323 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
324 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
325
326 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
327 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW |
328     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I",
329     "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 pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
348 static uma_zone_t       swap_zone;
349
350 /*
351  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
352  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
353  * (see vm/swap_pager.h).
354  */
355 static vm_object_t
356                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
357                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
358 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
359 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
360     int *);
361 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
362     int *, 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  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
383  * internal.
384  */
385 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
386 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
387
388 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &nsw_cluster_max, 0,
389     "Maximum size of a swap block in pages");
390
391 static void     swp_sizecheck(void);
392 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
393 static int      swapongeom(struct vnode *);
394 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
395 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
396
397 /*
398  * Swap bitmap functions
399  */
400 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
401 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
402
403 /*
404  * Metadata functions
405  */
406 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
407 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
408 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
409 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
410 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
411
412 /*
413  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
414  *
415  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
416  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
417  *
418  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
419  *
420  *      No restrictions on call
421  *      This routine may not block.
422  */
423 static void
424 swp_sizecheck(void)
425 {
426
427         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
428                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
429                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
430                         swap_pager_almost_full = 1;
431                 }
432         } else {
433                 swap_pager_full = 0;
434                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
435                         swap_pager_almost_full = 0;
436         }
437 }
438
439 /*
440  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
441  *
442  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
443  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
444  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
445  *      find a swapblk.
446  */
447 static struct swblock **
448 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
449 {
450         struct swblock **pswap;
451         struct swblock *swap;
452
453         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
454         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
455         while ((swap = *pswap) != NULL) {
456                 if (swap->swb_object == object &&
457                     swap->swb_index == index
458                 ) {
459                         break;
460                 }
461                 pswap = &swap->swb_hnext;
462         }
463         return (pswap);
464 }
465
466 /*
467  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
468  *
469  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
470  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
471  *      system has yet to be initialized at this point.
472  */
473 static void
474 swap_pager_init(void)
475 {
476         /*
477          * Initialize object lists
478          */
479         int i;
480
481         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
482                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
483         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
484         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
485         sx_init(&swdev_syscall_lock, "swsysc");
486 }
487
488 /*
489  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
490  *
491  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
492  *      its main loop.
493  */
494 void
495 swap_pager_swap_init(void)
496 {
497         unsigned long n, n2;
498
499         /*
500          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
501          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
502          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
503          * but it isn't very efficient).
504          *
505          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
506          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
507          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
508          * constrained by the swap device interleave stripe size.
509          *
510          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
511          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
512          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
513          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
514          * a higher value would probably generate only a limited improvement
515          * with three or four active swap devices since the system does not
516          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
517          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
518          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
519          * So it all works out pretty well.
520          */
521         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
522
523         mtx_lock(&pbuf_mtx);
524         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
525         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
526         nsw_wcount_async = 4;
527         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
528         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
529
530         /*
531          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
532          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
533          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
534          * is typically limited to around 32MB by default.
535          */
536         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
537         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
538                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
539         n2 = n;
540         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
541             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
542         if (swap_zone == NULL)
543                 panic("failed to create swap_zone.");
544         do {
545                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
546                         break;
547                 /*
548                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
549                  * size of the previous attempt.
550                  */
551                 n -= ((n + 2) / 3);
552         } while (n > 0);
553         if (n2 != n)
554                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
555         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
556         swzone = n * sizeof(struct swblock);
557         n2 = n;
558
559         /*
560          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
561          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
562          * oversized hash table.
563          *
564          *      n:              size of hash table, must be power of 2
565          *      swhash_mask:    hash table index mask
566          */
567         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
568                 ;
569         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
570         swhash_mask = n - 1;
571         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
572 }
573
574 static vm_object_t
575 swap_pager_alloc_init(void *handle, struct ucred *cred, vm_ooffset_t size,
576     vm_ooffset_t offset)
577 {
578         vm_object_t object;
579
580         if (cred != NULL) {
581                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
582                         return (NULL);
583                 crhold(cred);
584         }
585         object = vm_object_allocate(OBJT_SWAP, OFF_TO_IDX(offset +
586             PAGE_MASK + size));
587         object->handle = handle;
588         if (cred != NULL) {
589                 object->cred = cred;
590                 object->charge = size;
591         }
592         object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
593         return (object);
594 }
595
596 /*
597  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
598  *                      its metadata structures.
599  *
600  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
601  *      OBJT_SWAP object.
602  *
603  *      This routine must ensure that no live duplicate is created for
604  *      the named object request, which is protected against by
605  *      holding the sw_alloc_sx lock in case handle != NULL.
606  */
607 static vm_object_t
608 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
609     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
610 {
611         vm_object_t object;
612
613         if (handle != NULL) {
614                 /*
615                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
616                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
617                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
618                  * of the handle.
619                  */
620                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
621                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
622                 if (object == NULL) {
623                         object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size,
624                             offset);
625                         if (object != NULL) {
626                                 TAILQ_INSERT_TAIL(NOBJLIST(object->handle),
627                                     object, pager_object_list);
628                         }
629                 }
630                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
631         } else {
632                 object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size, offset);
633         }
634         return (object);
635 }
636
637 /*
638  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
639  *
640  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
641  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
642  *      routine is typically called only when the entire object is
643  *      about to be destroyed.
644  *
645  *      The object must be locked.
646  */
647 static void
648 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
649 {
650
651         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
652         KASSERT((object->flags & OBJ_DEAD) != 0, ("dealloc of reachable obj"));
653
654         /*
655          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
656          * pageout completion.
657          */
658         if (object->handle != NULL) {
659                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
660                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
661                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object,
662                     pager_object_list);
663                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
664                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
665         }
666
667         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
668
669         /*
670          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
671          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
672          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
673          * if paging is still in progress on some objects.
674          */
675         swp_pager_meta_free_all(object);
676         object->handle = NULL;
677         object->type = OBJT_DEAD;
678 }
679
680 /************************************************************************
681  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
682  ************************************************************************/
683
684 /*
685  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
686  *
687  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
688  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
689  *      if the allocation failed.
690  *
691  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
692  *      when they configured swap and didn't configure enough.
693  *
694  *      This routine may not sleep.
695  *
696  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
697  */
698 static daddr_t
699 swp_pager_getswapspace(int npages)
700 {
701         daddr_t blk;
702         struct swdevt *sp;
703         int i;
704
705         blk = SWAPBLK_NONE;
706         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
707         sp = swdevhd;
708         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
709                 if (sp == NULL)
710                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
711                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
712                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
713                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
714                                 blk += sp->sw_first;
715                                 sp->sw_used += npages;
716                                 swap_pager_avail -= npages;
717                                 swp_sizecheck();
718                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
719                                 goto done;
720                         }
721                 }
722                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
723         }
724         if (swap_pager_full != 2) {
725                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
726                 swap_pager_full = 2;
727                 swap_pager_almost_full = 1;
728         }
729         swdevhd = NULL;
730 done:
731         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
732         return (blk);
733 }
734
735 static int
736 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
737 {
738
739         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
740 }
741
742 static void
743 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
744 {
745         struct swdevt *sp;
746
747         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
748         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
749                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
750                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
751                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
752                             unmapped_buf_allowed) {
753                                 bp->b_data = unmapped_buf;
754                                 bp->b_offset = 0;
755                         } else {
756                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
757                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
758                         }
759                         sp->sw_strategy(bp, sp);
760                         return;
761                 }
762         }
763         panic("Swapdev not found");
764 }
765
766
767 /*
768  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
769  *
770  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
771  *
772  *      This routine may not sleep.
773  */
774 static void
775 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
776 {
777         struct swdevt *sp;
778
779         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
780         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
781                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
782                         sp->sw_used -= npages;
783                         /*
784                          * If we are attempting to stop swapping on
785                          * this device, we don't want to mark any
786                          * blocks free lest they be reused.
787                          */
788                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
789                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
790                                     npages);
791                                 swap_pager_avail += npages;
792                                 swp_sizecheck();
793                         }
794                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
795                         return;
796                 }
797         }
798         panic("Swapdev not found");
799 }
800
801 /*
802  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
803  *                              range within an object.
804  *
805  *      This is a globally accessible routine.
806  *
807  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
808  *
809  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
810  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
811  *      we should be ok.
812  *
813  *      The object must be locked.
814  */
815 void
816 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
817 {
818
819         swp_pager_meta_free(object, start, size);
820 }
821
822 /*
823  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
824  *
825  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
826  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
827  *
828  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
829  */
830 int
831 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
832 {
833         int n = 0;
834         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
835         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
836
837         VM_OBJECT_WLOCK(object);
838         while (size) {
839                 if (n == 0) {
840                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
841                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
842                                 n >>= 1;
843                                 if (n == 0) {
844                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
845                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
846                                         return (-1);
847                                 }
848                         }
849                 }
850                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
851                 --size;
852                 ++start;
853                 ++blk;
854                 --n;
855         }
856         swp_pager_meta_free(object, start, n);
857         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
858         return (0);
859 }
860
861 /*
862  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
863  *                      and destroy the source.
864  *
865  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
866  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
867  *      we keep the destination's.
868  *
869  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
870  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
871  *      progress on the source.
872  *
873  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
874  *
875  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
876  *
877  *      The source and destination objects must be locked.
878  *      Both object locks may temporarily be released.
879  */
880 void
881 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
882     vm_pindex_t offset, int destroysource)
883 {
884         vm_pindex_t i;
885
886         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
887         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
888
889         /*
890          * If destroysource is set, we remove the source object from the
891          * swap_pager internal queue now.
892          */
893         if (destroysource && srcobject->handle != NULL) {
894                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
895                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
896                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
897                 VM_OBJECT_WUNLOCK(dstobject);
898                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
899                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(srcobject->handle), srcobject,
900                     pager_object_list);
901                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
902                 VM_OBJECT_WLOCK(dstobject);
903                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
904                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
905                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
906         }
907
908         /*
909          * transfer source to destination.
910          */
911         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
912                 daddr_t dstaddr;
913
914                 /*
915                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
916                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
917                  * if the destination is a resident page, in which case the
918                  * source is thrown away.
919                  */
920                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
921
922                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
923                         /*
924                          * Destination has no swapblk and is not resident,
925                          * copy source.
926                          */
927                         daddr_t srcaddr;
928
929                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
930                             srcobject,
931                             i + offset,
932                             SWM_POP
933                         );
934
935                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
936                                 /*
937                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
938                                  */
939                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
940                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
941                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
942                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
943                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
944                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
945                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
946                         }
947                 } else {
948                         /*
949                          * Destination has valid swapblk or it is represented
950                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
951                          */
952
953                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
954                 }
955         }
956
957         /*
958          * Free left over swap blocks in source.
959          *
960          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidentally
961          * double-remove the object from the swap queues.
962          */
963         if (destroysource) {
964                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
965                 /*
966                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
967                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
968                  * for consistency since we've removed the object from its
969                  * queues.
970                  */
971                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
972         }
973 }
974
975 /*
976  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
977  *                              the requested page.
978  *
979  *      We determine whether good backing store exists for the requested
980  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
981  *
982  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
983  *      store exists before and after the requested page.
984  */
985 static boolean_t
986 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
987     int *after)
988 {
989         daddr_t blk, blk0;
990         int i;
991
992         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
993
994         /*
995          * do we have good backing store at the requested index ?
996          */
997         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
998         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
999                 if (before)
1000                         *before = 0;
1001                 if (after)
1002                         *after = 0;
1003                 return (FALSE);
1004         }
1005
1006         /*
1007          * find backwards-looking contiguous good backing store
1008          */
1009         if (before != NULL) {
1010                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1011                         if (i > pindex)
1012                                 break;
1013                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1014                         if (blk != blk0 - i)
1015                                 break;
1016                 }
1017                 *before = i - 1;
1018         }
1019
1020         /*
1021          * find forward-looking contiguous good backing store
1022          */
1023         if (after != NULL) {
1024                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1025                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1026                         if (blk != blk0 + i)
1027                                 break;
1028                 }
1029                 *after = i - 1;
1030         }
1031         return (TRUE);
1032 }
1033
1034 /*
1035  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1036  *
1037  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1038  *      not, from the page.
1039  *
1040  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1041  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1042  *      calls us in a special-case situation
1043  *
1044  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1045  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1046  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1047  *      depends on it.
1048  *
1049  *      This routine may not sleep.
1050  *
1051  *      The object containing the page must be locked.
1052  */
1053 static void
1054 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1055 {
1056
1057         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * swap_pager_getpages() - bring pages in from swap
1062  *
1063  *      Attempt to page in the pages in array "m" of length "count".  The caller
1064  *      may optionally specify that additional pages preceding and succeeding
1065  *      the specified range be paged in.  The number of such pages is returned
1066  *      in the "rbehind" and "rahead" parameters, and they will be in the
1067  *      inactive queue upon return.
1068  *
1069  *      The pages in "m" must be busied and will remain busied upon return.
1070  */
1071 static int
1072 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int *rbehind,
1073     int *rahead)
1074 {
1075         struct buf *bp;
1076         vm_page_t mpred, msucc, p;
1077         vm_pindex_t pindex;
1078         daddr_t blk;
1079         int i, j, maxahead, maxbehind, reqcount, shift;
1080
1081         reqcount = count;
1082
1083         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1084         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1085         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1086
1087         if (!swap_pager_haspage(object, m[0]->pindex, &maxbehind, &maxahead)) {
1088                 relpbuf(bp, &nsw_rcount);
1089                 return (VM_PAGER_FAIL);
1090         }
1091
1092         /*
1093          * Clip the readahead and readbehind ranges to exclude resident pages.
1094          */
1095         if (rahead != NULL) {
1096                 KASSERT(reqcount - 1 <= maxahead,
1097                     ("page count %d extends beyond swap block", reqcount));
1098                 *rahead = imin(*rahead, maxahead - (reqcount - 1));
1099                 pindex = m[reqcount - 1]->pindex;
1100                 msucc = TAILQ_NEXT(m[reqcount - 1], listq);
1101                 if (msucc != NULL && msucc->pindex - pindex - 1 < *rahead)
1102                         *rahead = msucc->pindex - pindex - 1;
1103         }
1104         if (rbehind != NULL) {
1105                 *rbehind = imin(*rbehind, maxbehind);
1106                 pindex = m[0]->pindex;
1107                 mpred = TAILQ_PREV(m[0], pglist, listq);
1108                 if (mpred != NULL && pindex - mpred->pindex - 1 < *rbehind)
1109                         *rbehind = pindex - mpred->pindex - 1;
1110         }
1111
1112         /*
1113          * Allocate readahead and readbehind pages.
1114          */
1115         shift = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1116         if (shift != 0) {
1117                 for (i = 1; i <= shift; i++) {
1118                         p = vm_page_alloc(object, m[0]->pindex - i,
1119                             VM_ALLOC_NORMAL);
1120                         if (p == NULL) {
1121                                 /* Shift allocated pages to the left. */
1122                                 for (j = 0; j < i - 1; j++)
1123                                         bp->b_pages[j] =
1124                                             bp->b_pages[j + shift - i + 1];
1125                                 break;
1126                         }
1127                         bp->b_pages[shift - i] = p;
1128                 }
1129                 shift = i - 1;
1130                 *rbehind = shift;
1131         }
1132         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1133                 bp->b_pages[i + shift] = m[i];
1134         if (rahead != NULL) {
1135                 for (i = 0; i < *rahead; i++) {
1136                         p = vm_page_alloc(object,
1137                             m[reqcount - 1]->pindex + i + 1, VM_ALLOC_NORMAL);
1138                         if (p == NULL)
1139                                 break;
1140                         bp->b_pages[shift + reqcount + i] = p;
1141                 }
1142                 *rahead = i;
1143         }
1144         if (rbehind != NULL)
1145                 count += *rbehind;
1146         if (rahead != NULL)
1147                 count += *rahead;
1148
1149         vm_object_pip_add(object, count);
1150
1151         for (i = 0; i < count; i++)
1152                 bp->b_pages[i]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1153
1154         pindex = bp->b_pages[0]->pindex;
1155         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1156         KASSERT(blk != SWAPBLK_NONE,
1157             ("no swap blocking containing %p(%jx)", object, (uintmax_t)pindex));
1158
1159         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1160
1161         bp->b_flags |= B_PAGING;
1162         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1163         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1164         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1165         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1166         bp->b_blkno = blk;
1167         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * count;
1168         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * count;
1169         bp->b_npages = count;
1170         bp->b_pgbefore = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1171         bp->b_pgafter = rahead != NULL ? *rahead : 0;
1172
1173         VM_CNT_INC(v_swapin);
1174         VM_CNT_ADD(v_swappgsin, count);
1175
1176         /*
1177          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1178          * this point because we automatically release it on completion.
1179          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1180          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1181          *
1182          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1183          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1184          *
1185          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1186          */
1187         BUF_KERNPROC(bp);
1188         swp_pager_strategy(bp);
1189
1190         /*
1191          * Wait for the pages we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1192          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1193          * is set in the metadata for each page in the request.
1194          */
1195         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1196         while ((m[0]->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1197                 m[0]->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1198                 VM_CNT_INC(v_intrans);
1199                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1200                     "swread", hz * 20)) {
1201                         printf(
1202 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1203                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1204                 }
1205         }
1206
1207         /*
1208          * If we had an unrecoverable read error pages will not be valid.
1209          */
1210         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1211                 if (m[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1212                         return (VM_PAGER_ERROR);
1213
1214         return (VM_PAGER_OK);
1215
1216         /*
1217          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1218          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1219          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1220          * to all-zero's later.
1221          */
1222 }
1223
1224 /*
1225  *      swap_pager_getpages_async():
1226  *
1227  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1228  *      swap_pager_getpages().
1229  */
1230 static int
1231 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1232     int *rbehind, int *rahead, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1233 {
1234         int r, error;
1235
1236         r = swap_pager_getpages(object, m, count, rbehind, rahead);
1237         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1238         switch (r) {
1239         case VM_PAGER_OK:
1240                 error = 0;
1241                 break;
1242         case VM_PAGER_ERROR:
1243                 error = EIO;
1244                 break;
1245         case VM_PAGER_FAIL:
1246                 error = EINVAL;
1247                 break;
1248         default:
1249                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1250         }
1251         (iodone)(arg, m, count, error);
1252         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1253
1254         return (r);
1255 }
1256
1257 /*
1258  *      swap_pager_putpages:
1259  *
1260  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1261  *
1262  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1263  *      are automatically converted to SWAP objects.
1264  *
1265  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1266  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1267  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1268  *      which needs work.
1269  *
1270  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1271  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1272  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1273  *      completion.
1274  *
1275  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1276  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1277  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1278  */
1279 static void
1280 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1281     int flags, int *rtvals)
1282 {
1283         int i, n;
1284         boolean_t sync;
1285
1286         if (count && m[0]->object != object) {
1287                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1288                     object,
1289                     m[0]->object
1290                 );
1291         }
1292
1293         /*
1294          * Step 1
1295          *
1296          * Turn object into OBJT_SWAP
1297          * check for bogus sysops
1298          * force sync if not pageout process
1299          */
1300         if (object->type != OBJT_SWAP)
1301                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1302         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1303
1304         n = 0;
1305         if (curproc != pageproc)
1306                 sync = TRUE;
1307         else
1308                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1309
1310         /*
1311          * Step 2
1312          *
1313          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1314          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1315          * successfully.
1316          */
1317         for (i = 0; i < count; i += n) {
1318                 int j;
1319                 struct buf *bp;
1320                 daddr_t blk;
1321
1322                 /*
1323                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1324                  */
1325                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1326                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1327
1328                 /*
1329                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1330                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1331                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1332                  * fragment swap.
1333                  */
1334                 while (
1335                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1336                     n > 4
1337                 ) {
1338                         n >>= 1;
1339                 }
1340                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1341                         for (j = 0; j < n; ++j)
1342                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1343                         continue;
1344                 }
1345
1346                 /*
1347                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1348                  * request and assign the swap space.
1349                  */
1350                 if (sync == TRUE) {
1351                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1352                 } else {
1353                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1354                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1355                 }
1356                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1357                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1358
1359                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1360                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1361                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1362                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1363                 bp->b_blkno = blk;
1364
1365                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1366                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1367                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1368
1369                         swp_pager_meta_build(
1370                             mreq->object,
1371                             mreq->pindex,
1372                             blk + j
1373                         );
1374                         MPASS(mreq->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL);
1375                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1376                         bp->b_pages[j] = mreq;
1377                 }
1378                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1379                 bp->b_npages = n;
1380                 /*
1381                  * Must set dirty range for NFS to work.
1382                  */
1383                 bp->b_dirtyoff = 0;
1384                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1385
1386                 VM_CNT_INC(v_swapout);
1387                 VM_CNT_ADD(v_swappgsout, bp->b_npages);
1388
1389                 /*
1390                  * We unconditionally set rtvals[] to VM_PAGER_PEND so that we
1391                  * can call the async completion routine at the end of a
1392                  * synchronous I/O operation.  Otherwise, our caller would
1393                  * perform duplicate unbusy and wakeup operations on the page
1394                  * and object, respectively.
1395                  */
1396                 for (j = 0; j < n; j++)
1397                         rtvals[i + j] = VM_PAGER_PEND;
1398
1399                 /*
1400                  * asynchronous
1401                  *
1402                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1403                  */
1404                 if (sync == FALSE) {
1405                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1406                         BUF_KERNPROC(bp);
1407                         swp_pager_strategy(bp);
1408                         continue;
1409                 }
1410
1411                 /*
1412                  * synchronous
1413                  *
1414                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1415                  */
1416                 bp->b_iodone = bdone;
1417                 swp_pager_strategy(bp);
1418
1419                 /*
1420                  * Wait for the sync I/O to complete.
1421                  */
1422                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1423
1424                 /*
1425                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1426                  * normal async completion, which frees everything up.
1427                  */
1428                 swp_pager_async_iodone(bp);
1429         }
1430         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1431 }
1432
1433 /*
1434  *      swp_pager_async_iodone:
1435  *
1436  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1437  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1438  *
1439  *      This routine may not sleep.
1440  */
1441 static void
1442 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1443 {
1444         int i;
1445         vm_object_t object = NULL;
1446
1447         /*
1448          * report error
1449          */
1450         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1451                 printf(
1452                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1453                         "size %ld, error %d\n",
1454                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1455                     (long)bp->b_blkno,
1456                     (long)bp->b_bcount,
1457                     bp->b_error
1458                 );
1459         }
1460
1461         /*
1462          * remove the mapping for kernel virtual
1463          */
1464         if (buf_mapped(bp))
1465                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1466         else
1467                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1468
1469         if (bp->b_npages) {
1470                 object = bp->b_pages[0]->object;
1471                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1472         }
1473
1474         /*
1475          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1476          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1477          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1478          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1479          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1480          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1481          */
1482         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1483                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1484
1485                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1486                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1487                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1488                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1489                 }
1490
1491                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1492                         /*
1493                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1494                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1495                          * can never be used again.  But I can't from an
1496                          * interrupt.
1497                          */
1498                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1499                                 /*
1500                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1501                                  * be overridden by the original caller of
1502                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1503                                  */
1504                                 m->valid = 0;
1505                         } else {
1506                                 /*
1507                                  * If a write error occurs, reactivate page
1508                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1509                                  * then finish the I/O.
1510                                  */
1511                                 vm_page_dirty(m);
1512                                 vm_page_lock(m);
1513                                 vm_page_activate(m);
1514                                 vm_page_unlock(m);
1515                                 vm_page_sunbusy(m);
1516                         }
1517                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1518                         /*
1519                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1520                          * overridden by the original caller of getpages so
1521                          * we cannot set them in order to free the underlying
1522                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1523                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1524                          * that existed in the old swapper for a time before
1525                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1526                          */
1527                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1528                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1529                         KASSERT(m->dirty == 0,
1530                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1531
1532                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1533                         if (i < bp->b_pgbefore ||
1534                             i >= bp->b_npages - bp->b_pgafter)
1535                                 vm_page_readahead_finish(m);
1536                 } else {
1537                         /*
1538                          * For write success, clear the dirty
1539                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1540                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1541                          * A page is only written to swap after a period of
1542                          * inactivity.  Therefore, we do not expect it to be
1543                          * reused.
1544                          */
1545                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1546                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1547                             " protected", m));
1548                         vm_page_undirty(m);
1549                         vm_page_lock(m);
1550                         vm_page_deactivate_noreuse(m);
1551                         vm_page_unlock(m);
1552                         vm_page_sunbusy(m);
1553                 }
1554         }
1555
1556         /*
1557          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1558          * pip refs on the object.
1559          */
1560         if (object != NULL) {
1561                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1562                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1563         }
1564
1565         /*
1566          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1567          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1568          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1569          */
1570         if (bp->b_vp) {
1571                     bp->b_vp = NULL;
1572                     bp->b_bufobj = NULL;
1573         }
1574         /*
1575          * release the physical I/O buffer
1576          */
1577         relpbuf(
1578             bp,
1579             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1580                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1581                     &nsw_wcount_async :
1582                     &nsw_wcount_sync
1583                 )
1584             )
1585         );
1586 }
1587
1588 /*
1589  *      swap_pager_isswapped:
1590  *
1591  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1592  *      out to the given swap device.
1593  *
1594  *      This routine may not sleep.
1595  */
1596 int
1597 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1598 {
1599         daddr_t index = 0;
1600         int bcount;
1601         int i;
1602
1603         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1604         if (object->type != OBJT_SWAP)
1605                 return (0);
1606
1607         mtx_lock(&swhash_mtx);
1608         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1609                 struct swblock *swap;
1610
1611                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1612                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1613                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1614                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1615                                         return (1);
1616                                 }
1617                         }
1618                 }
1619                 index += SWAP_META_PAGES;
1620         }
1621         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1622         return (0);
1623 }
1624
1625 int
1626 swap_pager_nswapdev(void)
1627 {
1628
1629         return (nswapdev);
1630 }
1631
1632 /*
1633  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1634  *
1635  *      This routine dissociates the page at the given index within an object
1636  *      from its backing store, paging it in if it does not reside in memory.
1637  *      If the page is paged in, it is marked dirty and placed in the laundry
1638  *      queue.  The page is marked dirty because it no longer has backing
1639  *      store.  It is placed in the laundry queue because it has not been
1640  *      accessed recently.  Otherwise, it would already reside in memory.
1641  *
1642  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block.
1643  *      However, we only guarantee that the one at the specified index is
1644  *      paged in.
1645  *
1646  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1647  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1648  */
1649 static inline void
1650 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1651 {
1652         vm_page_t m;
1653
1654         vm_object_pip_add(object, 1);
1655         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1656         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1657                 vm_object_pip_wakeup(object);
1658                 vm_page_dirty(m);
1659                 vm_page_lock(m);
1660                 vm_page_activate(m);
1661                 vm_page_unlock(m);
1662                 vm_page_xunbusy(m);
1663                 vm_pager_page_unswapped(m);
1664                 return;
1665         }
1666
1667         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, NULL, NULL) != VM_PAGER_OK)
1668                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1669         vm_object_pip_wakeup(object);
1670         vm_page_dirty(m);
1671         vm_page_lock(m);
1672         vm_page_launder(m);
1673         vm_page_unlock(m);
1674         vm_page_xunbusy(m);
1675         vm_pager_page_unswapped(m);
1676 }
1677
1678 /*
1679  *      swap_pager_swapoff:
1680  *
1681  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1682  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1683  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1684  *      There may be no processes swapped out to the device.
1685  *
1686  *      This routine may block.
1687  */
1688 static void
1689 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1690 {
1691         struct swblock *swap;
1692         vm_object_t locked_obj, object;
1693         vm_pindex_t pindex;
1694         int i, j, retries;
1695
1696         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
1697
1698         retries = 0;
1699         locked_obj = NULL;
1700 full_rescan:
1701         mtx_lock(&swhash_mtx);
1702         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1703 restart:
1704                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1705                         object = swap->swb_object;
1706                         pindex = swap->swb_index;
1707                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1708                                 if (!swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp))
1709                                         continue;
1710                                 if (locked_obj != object) {
1711                                         if (locked_obj != NULL)
1712                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1713                                         locked_obj = object;
1714                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1715                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1716                                                 /* Depends on type-stability. */
1717                                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1718                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1719                                                 goto restart;
1720                                         }
1721                                 }
1722                                 MPASS(locked_obj == object);
1723                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1724                                 swp_pager_force_pagein(object, pindex + j);
1725                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1726                                 goto restart;
1727                         }
1728                 }
1729         }
1730         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1731         if (locked_obj != NULL) {
1732                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1733                 locked_obj = NULL;
1734         }
1735         if (sp->sw_used) {
1736                 /*
1737                  * Objects may be locked or paging to the device being
1738                  * removed, so we will miss their pages and need to
1739                  * make another pass.  We have marked this device as
1740                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1741                  */
1742                 retries++;
1743                 if (retries > 100) {
1744                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1745                             sp->sw_used);
1746                 }
1747                 pause("swpoff", hz / 20);
1748                 goto full_rescan;
1749         }
1750         EVENTHANDLER_INVOKE(swapoff, sp);
1751 }
1752
1753 /************************************************************************
1754  *                              SWAP META DATA                          *
1755  ************************************************************************
1756  *
1757  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1758  *      OBJT_SWAP object.
1759  *
1760  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1761  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1762  *      appropriate tracking counters.
1763  */
1764
1765 /*
1766  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1767  *
1768  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1769  *      object.
1770  *
1771  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1772  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1773  *      assigned swapblk is freed.
1774  */
1775 static void
1776 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1777 {
1778         static volatile int exhausted;
1779         struct swblock *swap;
1780         struct swblock **pswap;
1781         int idx;
1782
1783         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1784         /*
1785          * Convert default object to swap object if necessary
1786          */
1787         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1788                 object->type = OBJT_SWAP;
1789                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1790                 KASSERT(object->handle == NULL, ("default pager with handle"));
1791         }
1792
1793         /*
1794          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1795          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1796          * and, since the hash table may have changed, retry.
1797          */
1798 retry:
1799         mtx_lock(&swhash_mtx);
1800         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1801
1802         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1803                 int i;
1804
1805                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1806                         goto done;
1807
1808                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1809                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1810                 if (swap == NULL) {
1811                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1812                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1813                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1814                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1815                                         printf("swap zone exhausted, "
1816                                             "increase kern.maxswzone\n");
1817                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1818                                 pause("swzonex", 10);
1819                         } else
1820                                 VM_WAIT;
1821                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1822                         goto retry;
1823                 }
1824
1825                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1826                         printf("swap zone ok\n");
1827
1828                 swap->swb_hnext = NULL;
1829                 swap->swb_object = object;
1830                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1831                 swap->swb_count = 0;
1832
1833                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1834
1835                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1836                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * Delete prior contents of metadata
1841          */
1842         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1843
1844         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1845                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1846                 --swap->swb_count;
1847         }
1848
1849         /*
1850          * Enter block into metadata
1851          */
1852         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1853         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1854                 ++swap->swb_count;
1855 done:
1856         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1861  *
1862  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1863  *      returned to the swap bitmap.
1864  *
1865  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1866  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1867  *      with resident pages.
1868  */
1869 static void
1870 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
1871 {
1872         struct swblock **pswap, *swap;
1873         vm_pindex_t c;
1874         daddr_t v;
1875         int n, sidx;
1876
1877         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1878         if (object->type != OBJT_SWAP || count == 0)
1879                 return;
1880
1881         mtx_lock(&swhash_mtx);
1882         for (c = 0; c < count;) {
1883                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1884                 sidx = index & SWAP_META_MASK;
1885                 n = SWAP_META_PAGES - sidx;
1886                 index += n;
1887                 if ((swap = *pswap) == NULL) {
1888                         c += n;
1889                         continue;
1890                 }
1891                 for (; c < count && sidx < SWAP_META_PAGES; ++c, ++sidx) {
1892                         if ((v = swap->swb_pages[sidx]) == SWAPBLK_NONE)
1893                                 continue;
1894                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1895                         swap->swb_pages[sidx] = SWAPBLK_NONE;
1896                         if (--swap->swb_count == 0) {
1897                                 *pswap = swap->swb_hnext;
1898                                 uma_zfree(swap_zone, swap);
1899                                 --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1900                                 c += SWAP_META_PAGES - sidx;
1901                                 break;
1902                         }
1903                 }
1904         }
1905         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1910  *
1911  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1912  *      an object.
1913  */
1914 static void
1915 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1916 {
1917         struct swblock **pswap, *swap;
1918         vm_pindex_t index;
1919         daddr_t v;
1920         int i;
1921
1922         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1923         if (object->type != OBJT_SWAP)
1924                 return;
1925
1926         index = 0;
1927         while (object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
1928                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1929                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1930                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1931                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1932                                 v = swap->swb_pages[i];
1933                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1934                                         --swap->swb_count;
1935                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1936                                 }
1937                         }
1938                         if (swap->swb_count != 0)
1939                                 panic(
1940                                     "swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1941                         *pswap = swap->swb_hnext;
1942                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1943                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1944                 }
1945                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1946                 index += SWAP_META_PAGES;
1947         }
1948 }
1949
1950 /*
1951  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1952  *
1953  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1954  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1955  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1956  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1957  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
1958  *      meta-data swapblks.
1959  *
1960  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1961  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1962  *
1963  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
1964  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
1965  *      busy page.
1966  *
1967  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1968  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1969  */
1970 static daddr_t
1971 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1972 {
1973         struct swblock **pswap;
1974         struct swblock *swap;
1975         daddr_t r1;
1976         int idx;
1977
1978         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1979         /*
1980          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
1981          * and even then might not be allocated yet.
1982          */
1983         if (object->type != OBJT_SWAP)
1984                 return (SWAPBLK_NONE);
1985
1986         r1 = SWAPBLK_NONE;
1987         mtx_lock(&swhash_mtx);
1988         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1989
1990         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1991                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1992                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1993
1994                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1995                         if (flags & SWM_FREE) {
1996                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1997                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1998                         }
1999                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2000                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2001                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2002                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2003                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2004                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2005                                 }
2006                         }
2007                 }
2008         }
2009         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2010         return (r1);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Returns the least page index which is greater than or equal to the
2015  * parameter pindex and for which there is a swap block allocated.
2016  * Returns object's size if the object's type is not swap or if there
2017  * are no allocated swap blocks for the object after the requested
2018  * pindex.
2019  */
2020 vm_pindex_t
2021 swap_pager_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
2022 {
2023         struct swblock **pswap, *swap;
2024         vm_pindex_t i, j, lim;
2025         int idx;
2026
2027         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2028         if (object->type != OBJT_SWAP || object->un_pager.swp.swp_bcount == 0)
2029                 return (object->size);
2030
2031         mtx_lock(&swhash_mtx);
2032         for (j = pindex; j < object->size; j = lim) {
2033                 pswap = swp_pager_hash(object, j);
2034                 lim = rounddown2(j + SWAP_META_PAGES, SWAP_META_PAGES);
2035                 if (lim > object->size)
2036                         lim = object->size;
2037                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
2038                         for (idx = j & SWAP_META_MASK, i = j; i < lim;
2039                             i++, idx++) {
2040                                 if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE)
2041                                         goto found;
2042                         }
2043                 }
2044         }
2045         i = object->size;
2046 found:
2047         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2048         return (i);
2049 }
2050
2051 /*
2052  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2053  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2054  * if already swapping on this device.
2055  */
2056 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2057 struct swapon_args {
2058         char *name;
2059 };
2060 #endif
2061
2062 /*
2063  * MPSAFE
2064  */
2065 /* ARGSUSED */
2066 int
2067 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2068 {
2069         struct vattr attr;
2070         struct vnode *vp;
2071         struct nameidata nd;
2072         int error;
2073
2074         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2075         if (error)
2076                 return (error);
2077
2078         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2079
2080         /*
2081          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2082          * memory of >1GB.
2083          */
2084         if (swap_zone == NULL) {
2085                 error = ENOMEM;
2086                 goto done;
2087         }
2088
2089         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2090             uap->name, td);
2091         error = namei(&nd);
2092         if (error)
2093                 goto done;
2094
2095         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2096         vp = nd.ni_vp;
2097
2098         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2099                 error = swapongeom(vp);
2100         } else if (vp->v_type == VREG &&
2101             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2102             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2103                 /*
2104                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2105                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2106                  */
2107                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2108         }
2109
2110         if (error)
2111                 vrele(vp);
2112 done:
2113         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2114         return (error);
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2119  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2120  * message and return -1; otherwise, return 0.
2121  */
2122 static int
2123 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2124 {
2125         unsigned long maxpages;
2126
2127         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2128         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2129
2130         /* recommend using no more than half that amount */
2131         if (npages > maxpages / 2) {
2132                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2133                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2134                     npages, maxpages / 2);
2135                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2136                     "or reduce amount of swap.\n");
2137                 return (-1);
2138         }
2139         return (0);
2140 }
2141
2142 static void
2143 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2144     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2145 {
2146         struct swdevt *sp, *tsp;
2147         swblk_t dvbase;
2148         u_long mblocks;
2149
2150         /*
2151          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2152          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2153          *
2154          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2155          */
2156         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2157         nblks = dbtoc(nblks);
2158
2159         /*
2160          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2161          * tree bitmap code.
2162          */
2163         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2164         if (nblks > mblocks) {
2165                 printf(
2166     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2167                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2168                 nblks = mblocks;
2169         }
2170
2171         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2172         sp->sw_vp = vp;
2173         sp->sw_id = id;
2174         sp->sw_dev = dev;
2175         sp->sw_flags = 0;
2176         sp->sw_nblks = nblks;
2177         sp->sw_used = 0;
2178         sp->sw_strategy = strategy;
2179         sp->sw_close = close;
2180         sp->sw_flags = flags;
2181
2182         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2183         /*
2184          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2185          * any bsd label at the front of the partition
2186          */
2187         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2188
2189         dvbase = 0;
2190         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2191         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2192                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2193                         /*
2194                          * We put one uncovered page between the devices
2195                          * in order to definitively prevent any cross-device
2196                          * I/O requests
2197                          */
2198                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2199                 }
2200         }
2201         sp->sw_first = dvbase;
2202         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2203         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2204         nswapdev++;
2205         swap_pager_avail += nblks - 2;
2206         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2207         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2208         swp_sizecheck();
2209         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2210         EVENTHANDLER_INVOKE(swapon, sp);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * SYSCALL: swapoff(devname)
2215  *
2216  * Disable swapping on the given device.
2217  *
2218  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2219  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2220  * only to make this work.
2221  */
2222 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2223 struct swapoff_args {
2224         char *name;
2225 };
2226 #endif
2227
2228 /*
2229  * MPSAFE
2230  */
2231 /* ARGSUSED */
2232 int
2233 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2234 {
2235         struct vnode *vp;
2236         struct nameidata nd;
2237         struct swdevt *sp;
2238         int error;
2239
2240         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2241         if (error)
2242                 return (error);
2243
2244         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2245
2246         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2247             td);
2248         error = namei(&nd);
2249         if (error)
2250                 goto done;
2251         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2252         vp = nd.ni_vp;
2253
2254         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2255         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2256                 if (sp->sw_vp == vp)
2257                         break;
2258         }
2259         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2260         if (sp == NULL) {
2261                 error = EINVAL;
2262                 goto done;
2263         }
2264         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2265 done:
2266         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2267         return (error);
2268 }
2269
2270 static int
2271 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2272 {
2273         u_long nblks;
2274 #ifdef MAC
2275         int error;
2276 #endif
2277
2278         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
2279 #ifdef MAC
2280         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2281         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2282         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2283         if (error != 0)
2284                 return (error);
2285 #endif
2286         nblks = sp->sw_nblks;
2287
2288         /*
2289          * We can turn off this swap device safely only if the
2290          * available virtual memory in the system will fit the amount
2291          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2292          * the system doesn't become critically low on swap space.
2293          */
2294         if (vm_cnt.v_free_count + swap_pager_avail < nblks + nswap_lowat)
2295                 return (ENOMEM);
2296
2297         /*
2298          * Prevent further allocations on this device.
2299          */
2300         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2301         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2302         swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist, 0, nblks);
2303         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2304         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2305
2306         /*
2307          * Page in the contents of the device and close it.
2308          */
2309         swap_pager_swapoff(sp);
2310
2311         sp->sw_close(curthread, sp);
2312         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2313         sp->sw_id = NULL;
2314         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2315         nswapdev--;
2316         if (nswapdev == 0) {
2317                 swap_pager_full = 2;
2318                 swap_pager_almost_full = 1;
2319         }
2320         if (swdevhd == sp)
2321                 swdevhd = NULL;
2322         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2323         blist_destroy(sp->sw_blist);
2324         free(sp, M_VMPGDATA);
2325         return (0);
2326 }
2327
2328 void
2329 swapoff_all(void)
2330 {
2331         struct swdevt *sp, *spt;
2332         const char *devname;
2333         int error;
2334
2335         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2336
2337         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2338         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2339                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2340                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2341                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2342                 else
2343                         devname = "[file]";
2344                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2345                 if (error != 0) {
2346                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2347                             "skipping.\n", devname, error);
2348                 } else if (bootverbose) {
2349                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2350                 }
2351                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2352         }
2353         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2354
2355         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2356 }
2357
2358 void
2359 swap_pager_status(int *total, int *used)
2360 {
2361         struct swdevt *sp;
2362
2363         *total = 0;
2364         *used = 0;
2365         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2366         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2367                 *total += sp->sw_nblks;
2368                 *used += sp->sw_used;
2369         }
2370         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2371 }
2372
2373 int
2374 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2375 {
2376         struct swdevt *sp;
2377         const char *tmp_devname;
2378         int error, n;
2379
2380         n = 0;
2381         error = ENOENT;
2382         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2383         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2384                 if (n != name) {
2385                         n++;
2386                         continue;
2387                 }
2388                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2389                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2390                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2391                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2392                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2393                 if (devname != NULL) {
2394                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2395                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2396                         else
2397                                 tmp_devname = "[file]";
2398                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2399                 }
2400                 error = 0;
2401                 break;
2402         }
2403         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2404         return (error);
2405 }
2406
2407 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2408 #define XSWDEV_VERSION_11       1
2409 struct xswdev11 {
2410         u_int   xsw_version;
2411         uint32_t xsw_dev;
2412         int     xsw_flags;
2413         int     xsw_nblks;
2414         int     xsw_used;
2415 };
2416 #endif
2417
2418 static int
2419 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2420 {
2421         struct xswdev xs;
2422 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2423         struct xswdev11 xs11;
2424 #endif
2425         int error;
2426
2427         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2428                 return (EINVAL);
2429         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2430         if (error != 0)
2431                 return (error);
2432 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2433         if (req->oldlen == sizeof(xs11)) {
2434                 xs11.xsw_version = XSWDEV_VERSION_11;
2435                 xs11.xsw_dev = xs.xsw_dev; /* truncation */
2436                 xs11.xsw_flags = xs.xsw_flags;
2437                 xs11.xsw_nblks = xs.xsw_nblks;
2438                 xs11.xsw_used = xs.xsw_used;
2439                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs11, sizeof(xs11));
2440         } else
2441 #endif
2442                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2443         return (error);
2444 }
2445
2446 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2447     "Number of swap devices");
2448 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
2449     sysctl_vm_swap_info,
2450     "Swap statistics by device");
2451
2452 /*
2453  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2454  *                        vmspace.
2455  *
2456  *      The map must be locked.
2457  *
2458  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2459  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2460  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2461  *      count for at least 1 swap page.
2462  */
2463 long
2464 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2465 {
2466         vm_map_t map;
2467         vm_map_entry_t cur;
2468         vm_object_t object;
2469         long count, n;
2470
2471         map = &vmspace->vm_map;
2472         count = 0;
2473
2474         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2475                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2476                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2477                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2478                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2479                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2480                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2481                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2482                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2483                         }
2484                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2485                 }
2486         }
2487         return (count);
2488 }
2489
2490 /*
2491  * GEOM backend
2492  *
2493  * Swapping onto disk devices.
2494  *
2495  */
2496
2497 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2498
2499 static struct g_class g_swap_class = {
2500         .name = "SWAP",
2501         .version = G_VERSION,
2502         .orphan = swapgeom_orphan,
2503 };
2504
2505 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2506
2507
2508 static void
2509 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2510 {
2511         struct g_consumer *cp;
2512
2513         cp = arg;
2514         g_access(cp, -1, -1, 0);
2515         g_detach(cp);
2516         g_destroy_consumer(cp);
2517 }
2518
2519 /*
2520  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2521  */
2522 static void
2523 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2524 {
2525
2526         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2527         cp->index++;
2528 }
2529
2530 /*
2531  * Remove a reference from the g_consumer.  Post a close event if all
2532  * references go away, since the function might be called from the
2533  * biodone context.
2534  */
2535 static void
2536 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2537 {
2538
2539         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2540         cp->index--;
2541         if (cp->index == 0) {
2542                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2543                         sp->sw_id = NULL;
2544         }
2545 }
2546
2547 static void
2548 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2549 {
2550         struct swdevt *sp;
2551         struct buf *bp;
2552         struct g_consumer *cp;
2553
2554         bp = bp2->bio_caller2;
2555         cp = bp2->bio_from;
2556         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2557         if (bp2->bio_error)
2558                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2559         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2560         bp->b_error = bp2->bio_error;
2561         bufdone(bp);
2562         sp = bp2->bio_caller1;
2563         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2564         swapgeom_release(cp, sp);
2565         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2566         g_destroy_bio(bp2);
2567 }
2568
2569 static void
2570 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2571 {
2572         struct bio *bio;
2573         struct g_consumer *cp;
2574
2575         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2576         cp = sp->sw_id;
2577         if (cp == NULL) {
2578                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2579                 bp->b_error = ENXIO;
2580                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2581                 bufdone(bp);
2582                 return;
2583         }
2584         swapgeom_acquire(cp);
2585         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2586         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2587                 bio = g_new_bio();
2588         else
2589                 bio = g_alloc_bio();
2590         if (bio == NULL) {
2591                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2592                 swapgeom_release(cp, sp);
2593                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2594                 bp->b_error = ENOMEM;
2595                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2596                 bufdone(bp);
2597                 return;
2598         }
2599
2600         bio->bio_caller1 = sp;
2601         bio->bio_caller2 = bp;
2602         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2603         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2604         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2605         bio->bio_done = swapgeom_done;
2606         if (!buf_mapped(bp)) {
2607                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2608                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2609                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2610                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2611                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2612         } else {
2613                 bio->bio_data = bp->b_data;
2614                 bio->bio_ma = NULL;
2615         }
2616         g_io_request(bio, cp);
2617         return;
2618 }
2619
2620 static void
2621 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2622 {
2623         struct swdevt *sp;
2624         int destroy;
2625
2626         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2627         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2628                 if (sp->sw_id == cp) {
2629                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2630                         break;
2631                 }
2632         }
2633         /*
2634          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2635          * special context where we don't have to queue the call to
2636          * swapgeom_close_ev().
2637          */
2638         cp->index--;
2639         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2640         if (destroy)
2641                 sp->sw_id = NULL;
2642         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2643         if (destroy)
2644                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2645 }
2646
2647 static void
2648 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2649 {
2650         struct g_consumer *cp;
2651
2652         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2653         cp = sw->sw_id;
2654         sw->sw_id = NULL;
2655         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2656
2657         /*
2658          * swapgeom_close() may be called from the biodone context,
2659          * where we cannot perform topology changes.  Delegate the
2660          * work to the events thread.
2661          */
2662         if (cp != NULL)
2663                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2664 }
2665
2666 static int
2667 swapongeom_locked(struct cdev *dev, struct vnode *vp)
2668 {
2669         struct g_provider *pp;
2670         struct g_consumer *cp;
2671         static struct g_geom *gp;
2672         struct swdevt *sp;
2673         u_long nblks;
2674         int error;
2675
2676         pp = g_dev_getprovider(dev);
2677         if (pp == NULL)
2678                 return (ENODEV);
2679         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2680         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2681                 cp = sp->sw_id;
2682                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2683                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2684                         return (EBUSY);
2685                 }
2686         }
2687         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2688         if (gp == NULL)
2689                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2690         cp = g_new_consumer(gp);
2691         cp->index = 1;  /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2692         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2693         g_attach(cp, pp);
2694         /*
2695          * XXX: Every time you think you can improve the margin for
2696          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2697          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2698          * set an exclusive count :-(
2699          */
2700         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2701         if (error != 0) {
2702                 g_detach(cp);
2703                 g_destroy_consumer(cp);
2704                 return (error);
2705         }
2706         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2707         swaponsomething(vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2708             swapgeom_close, dev2udev(dev),
2709             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2710         return (0);
2711 }
2712
2713 static int
2714 swapongeom(struct vnode *vp)
2715 {
2716         int error;
2717
2718         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2719         if (vp->v_type != VCHR || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0) {
2720                 error = ENOENT;
2721         } else {
2722                 g_topology_lock();
2723                 error = swapongeom_locked(vp->v_rdev, vp);
2724                 g_topology_unlock();
2725         }
2726         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2727         return (error);
2728 }
2729
2730 /*
2731  * VNODE backend
2732  *
2733  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2734  * with NFS) swapfiles.
2735  *
2736  */
2737
2738 static void
2739 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2740 {
2741         struct vnode *vp2;
2742
2743         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2744
2745         vp2 = sp->sw_id;
2746         vhold(vp2);
2747         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2748                 if (bp->b_bufobj)
2749                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2750                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2751         }
2752         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2753                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2754         bp->b_vp = vp2;
2755         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2756         bstrategy(bp);
2757         return;
2758 }
2759
2760 static void
2761 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2762 {
2763
2764         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2765         vrele(sp->sw_vp);
2766 }
2767
2768
2769 static int
2770 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2771 {
2772         struct swdevt *sp;
2773         int error;
2774
2775         if (nblks == 0)
2776                 return (ENXIO);
2777         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2778         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2779                 if (sp->sw_id == vp) {
2780                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2781                         return (EBUSY);
2782                 }
2783         }
2784         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2785
2786         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2787 #ifdef MAC
2788         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2789         if (error == 0)
2790 #endif
2791                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2792         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2793         if (error)
2794                 return (error);
2795
2796         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2797             NODEV, 0);
2798         return (0);
2799 }
2800
2801 static int
2802 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2803 {
2804         int error, new, n;
2805
2806         new = nsw_wcount_async_max;
2807         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2808         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2809                 return (error);
2810
2811         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2812                 return (EINVAL);
2813
2814         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2815         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2816                 /*
2817                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2818                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2819                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2820                  */
2821                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2822                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2823                         nsw_wcount_async += n;
2824                         nsw_wcount_async_max += n;
2825                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2826                 } else {
2827                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2828                         nsw_wcount_async = 0;
2829                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2830                             "swpsysctl", 0);
2831                 }
2832         }
2833         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2834
2835         return (0);
2836 }