]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
MFV r319744,r319745: 8269 dtrace stddev aggregation is normalized incorrectly
[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 16
124 #endif
125
126 #if !defined(SWB_NPAGES)
127 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
128 #endif
129
130 /*
131  * The swblock structure maps an object and a small, fixed-size range
132  * of page indices to disk addresses within a swap area.
133  * The collection of these mappings is implemented as a hash table.
134  * Unused disk addresses within a swap area are allocated and managed
135  * using a blist.
136  */
137 #define SWCORRECT(n) (sizeof(void *) * (n) / sizeof(daddr_t))
138 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
139 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
140
141 struct swblock {
142         struct swblock  *swb_hnext;
143         vm_object_t     swb_object;
144         vm_pindex_t     swb_index;
145         int             swb_count;
146         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
147 };
148
149 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
150 static struct mtx sw_dev_mtx;
151 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
152 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
153 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
154 int swap_pager_avail;
155 static struct sx swdev_syscall_lock;    /* serialize swap(on|off) */
156
157 static vm_ooffset_t swap_total;
158 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
159     "Total amount of available swap storage.");
160 static vm_ooffset_t swap_reserved;
161 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
162     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
163 static int overcommit = 0;
164 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
165     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
166     "for details.");
167 static unsigned long swzone;
168 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
169     "Actual size of swap metadata zone");
170 static unsigned long swap_maxpages;
171 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
172     "Maximum amount of swap supported");
173
174 /* bits from overcommit */
175 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
176 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
177 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
178
179 int
180 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
181 {
182
183         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
184 }
185
186 int
187 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
188 {
189         vm_ooffset_t r, s;
190         int res, error;
191         static int curfail;
192         static struct timeval lastfail;
193         struct uidinfo *uip;
194
195         uip = cred->cr_ruidinfo;
196
197         if (incr & PAGE_MASK)
198                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
199
200 #ifdef RACCT
201         if (racct_enable) {
202                 PROC_LOCK(curproc);
203                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
204                 PROC_UNLOCK(curproc);
205                 if (error != 0)
206                         return (0);
207         }
208 #endif
209
210         res = 0;
211         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
212         r = swap_reserved + incr;
213         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
214                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
215                 s *= PAGE_SIZE;
216         } else
217                 s = 0;
218         s += swap_total;
219         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
220             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
221                 res = 1;
222                 swap_reserved = r;
223         }
224         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
225
226         if (res) {
227                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
228                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
229                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
230                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
231                         res = 0;
232                 else
233                         uip->ui_vmsize += incr;
234                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
235                 if (!res) {
236                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
237                         swap_reserved -= incr;
238                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
239                 }
240         }
241         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
242                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
243                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
244         }
245
246 #ifdef RACCT
247         if (!res) {
248                 PROC_LOCK(curproc);
249                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
250                 PROC_UNLOCK(curproc);
251         }
252 #endif
253
254         return (res);
255 }
256
257 void
258 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
259 {
260         struct uidinfo *uip;
261
262         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
263         swap_reserved += incr;
264         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
265
266 #ifdef RACCT
267         PROC_LOCK(curproc);
268         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
269         PROC_UNLOCK(curproc);
270 #endif
271
272         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
273         PROC_LOCK(curproc);
274         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
275         uip->ui_vmsize += incr;
276         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
277         PROC_UNLOCK(curproc);
278 }
279
280 void
281 swap_release(vm_ooffset_t decr)
282 {
283         struct ucred *cred;
284
285         PROC_LOCK(curproc);
286         cred = curthread->td_ucred;
287         swap_release_by_cred(decr, cred);
288         PROC_UNLOCK(curproc);
289 }
290
291 void
292 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
293 {
294         struct uidinfo *uip;
295
296         uip = cred->cr_ruidinfo;
297
298         if (decr & PAGE_MASK)
299                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
300
301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
302         if (swap_reserved < decr)
303                 panic("swap_reserved < decr");
304         swap_reserved -= decr;
305         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
306
307         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
308         if (uip->ui_vmsize < decr)
309                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
310         uip->ui_vmsize -= decr;
311         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
312
313         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
314 }
315
316 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
317 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
318
319 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
320 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
321 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
322 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
323 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
324 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
325 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
326
327 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
328 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW |
329     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I",
330     "Maximum running async swap ops");
331
332 static struct swblock **swhash;
333 static int swhash_mask;
334 static struct mtx swhash_mtx;
335
336 static struct sx sw_alloc_sx;
337
338 /*
339  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
340  * of searching a named list by hashing it just a little.
341  */
342
343 #define NOBJLISTS               8
344
345 #define NOBJLIST(handle)        \
346         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
347
348 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
349 static uma_zone_t       swap_zone;
350
351 /*
352  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
353  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
354  * (see vm/swap_pager.h).
355  */
356 static vm_object_t
357                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
358                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
359 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
360 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
361     int *);
362 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int *,
363     int *, pgo_getpages_iodone_t, void *);
364 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
365 static boolean_t
366                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
367 static void     swap_pager_init(void);
368 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
369 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
370
371 struct pagerops swappagerops = {
372         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
373         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
374         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
375         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
376         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
377         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
378         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
379         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
380 };
381
382 /*
383  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
384  * internal.
385  */
386 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
387 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
388
389 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &nsw_cluster_max, 0,
390     "Maximum size of a swap block in pages");
391
392 static void     swp_sizecheck(void);
393 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
394 static int      swapongeom(struct vnode *);
395 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
396 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
397
398 /*
399  * Swap bitmap functions
400  */
401 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
402 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
403
404 /*
405  * Metadata functions
406  */
407 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
408 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
409 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
410 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
411 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
412
413 /*
414  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
415  *
416  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
417  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
418  *
419  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
420  *
421  *      No restrictions on call
422  *      This routine may not block.
423  */
424 static void
425 swp_sizecheck(void)
426 {
427
428         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
429                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
430                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
431                         swap_pager_almost_full = 1;
432                 }
433         } else {
434                 swap_pager_full = 0;
435                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
436                         swap_pager_almost_full = 0;
437         }
438 }
439
440 /*
441  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
442  *
443  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
444  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
445  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
446  *      find a swapblk.
447  */
448 static struct swblock **
449 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
450 {
451         struct swblock **pswap;
452         struct swblock *swap;
453
454         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
455         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
456         while ((swap = *pswap) != NULL) {
457                 if (swap->swb_object == object &&
458                     swap->swb_index == index
459                 ) {
460                         break;
461                 }
462                 pswap = &swap->swb_hnext;
463         }
464         return (pswap);
465 }
466
467 /*
468  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
469  *
470  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
471  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
472  *      system has yet to be initialized at this point.
473  */
474 static void
475 swap_pager_init(void)
476 {
477         /*
478          * Initialize object lists
479          */
480         int i;
481
482         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
483                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
484         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
485         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
486         sx_init(&swdev_syscall_lock, "swsysc");
487 }
488
489 /*
490  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
491  *
492  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
493  *      its main loop.
494  */
495 void
496 swap_pager_swap_init(void)
497 {
498         unsigned long n, n2;
499
500         /*
501          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
502          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
503          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
504          * but it isn't very efficient).
505          *
506          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
507          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
508          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
509          * constrained by the swap device interleave stripe size.
510          *
511          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
512          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
513          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
514          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
515          * a higher value would probably generate only a limited improvement
516          * with three or four active swap devices since the system does not
517          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
518          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
519          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
520          * So it all works out pretty well.
521          */
522         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
523
524         mtx_lock(&pbuf_mtx);
525         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
526         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
527         nsw_wcount_async = 4;
528         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
529         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
530
531         /*
532          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
533          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
534          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
535          * is typically limited to around 32MB by default.
536          */
537         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
538         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
539                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
540         n2 = n;
541         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
542             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
543         if (swap_zone == NULL)
544                 panic("failed to create swap_zone.");
545         do {
546                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
547                         break;
548                 /*
549                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
550                  * size of the previous attempt.
551                  */
552                 n -= ((n + 2) / 3);
553         } while (n > 0);
554         if (n2 != n)
555                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
556         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
557         swzone = n * sizeof(struct swblock);
558         n2 = n;
559
560         /*
561          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
562          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
563          * oversized hash table.
564          *
565          *      n:              size of hash table, must be power of 2
566          *      swhash_mask:    hash table index mask
567          */
568         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
569                 ;
570         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
571         swhash_mask = n - 1;
572         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
573 }
574
575 static vm_object_t
576 swap_pager_alloc_init(void *handle, struct ucred *cred, vm_ooffset_t size,
577     vm_ooffset_t offset)
578 {
579         vm_object_t object;
580
581         if (cred != NULL) {
582                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
583                         return (NULL);
584                 crhold(cred);
585         }
586         object = vm_object_allocate(OBJT_SWAP, OFF_TO_IDX(offset +
587             PAGE_MASK + size));
588         object->handle = handle;
589         if (cred != NULL) {
590                 object->cred = cred;
591                 object->charge = size;
592         }
593         object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
594         return (object);
595 }
596
597 /*
598  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
599  *                      its metadata structures.
600  *
601  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
602  *      OBJT_SWAP object.
603  *
604  *      This routine must ensure that no live duplicate is created for
605  *      the named object request, which is protected against by
606  *      holding the sw_alloc_sx lock in case handle != NULL.
607  */
608 static vm_object_t
609 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
610     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
611 {
612         vm_object_t object;
613
614         if (handle != NULL) {
615                 /*
616                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
617                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
618                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
619                  * of the handle.
620                  */
621                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
622                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
623                 if (object == NULL) {
624                         object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size,
625                             offset);
626                         if (object != NULL) {
627                                 TAILQ_INSERT_TAIL(NOBJLIST(object->handle),
628                                     object, pager_object_list);
629                         }
630                 }
631                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
632         } else {
633                 object = swap_pager_alloc_init(handle, cred, size, offset);
634         }
635         return (object);
636 }
637
638 /*
639  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
640  *
641  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
642  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
643  *      routine is typically called only when the entire object is
644  *      about to be destroyed.
645  *
646  *      The object must be locked.
647  */
648 static void
649 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
650 {
651
652         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
653         KASSERT((object->flags & OBJ_DEAD) != 0, ("dealloc of reachable obj"));
654
655         /*
656          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
657          * pageout completion.
658          */
659         if (object->handle != NULL) {
660                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
661                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
662                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object,
663                     pager_object_list);
664                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
665                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
666         }
667
668         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
669
670         /*
671          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
672          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
673          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
674          * if paging is still in progress on some objects.
675          */
676         swp_pager_meta_free_all(object);
677         object->handle = NULL;
678         object->type = OBJT_DEAD;
679 }
680
681 /************************************************************************
682  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
683  ************************************************************************/
684
685 /*
686  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
687  *
688  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
689  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
690  *      if the allocation failed.
691  *
692  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
693  *      when they configured swap and didn't configure enough.
694  *
695  *      This routine may not sleep.
696  *
697  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
698  */
699 static daddr_t
700 swp_pager_getswapspace(int npages)
701 {
702         daddr_t blk;
703         struct swdevt *sp;
704         int i;
705
706         blk = SWAPBLK_NONE;
707         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
708         sp = swdevhd;
709         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
710                 if (sp == NULL)
711                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
712                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
713                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
714                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
715                                 blk += sp->sw_first;
716                                 sp->sw_used += npages;
717                                 swap_pager_avail -= npages;
718                                 swp_sizecheck();
719                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
720                                 goto done;
721                         }
722                 }
723                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
724         }
725         if (swap_pager_full != 2) {
726                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
727                 swap_pager_full = 2;
728                 swap_pager_almost_full = 1;
729         }
730         swdevhd = NULL;
731 done:
732         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
733         return (blk);
734 }
735
736 static int
737 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
738 {
739
740         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
741 }
742
743 static void
744 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
745 {
746         struct swdevt *sp;
747
748         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
749         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
750                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
751                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
752                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
753                             unmapped_buf_allowed) {
754                                 bp->b_data = unmapped_buf;
755                                 bp->b_offset = 0;
756                         } else {
757                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
758                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
759                         }
760                         sp->sw_strategy(bp, sp);
761                         return;
762                 }
763         }
764         panic("Swapdev not found");
765 }
766
767
768 /*
769  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
770  *
771  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
772  *
773  *      This routine may not sleep.
774  */
775 static void
776 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
777 {
778         struct swdevt *sp;
779
780         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
781         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
782                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
783                         sp->sw_used -= npages;
784                         /*
785                          * If we are attempting to stop swapping on
786                          * this device, we don't want to mark any
787                          * blocks free lest they be reused.
788                          */
789                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
790                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
791                                     npages);
792                                 swap_pager_avail += npages;
793                                 swp_sizecheck();
794                         }
795                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
796                         return;
797                 }
798         }
799         panic("Swapdev not found");
800 }
801
802 /*
803  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
804  *                              range within an object.
805  *
806  *      This is a globally accessible routine.
807  *
808  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
809  *
810  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
811  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
812  *      we should be ok.
813  *
814  *      The object must be locked.
815  */
816 void
817 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
818 {
819
820         swp_pager_meta_free(object, start, size);
821 }
822
823 /*
824  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
825  *
826  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
827  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
828  *
829  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
830  */
831 int
832 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
833 {
834         int n = 0;
835         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
836         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
837
838         VM_OBJECT_WLOCK(object);
839         while (size) {
840                 if (n == 0) {
841                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
842                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
843                                 n >>= 1;
844                                 if (n == 0) {
845                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
846                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
847                                         return (-1);
848                                 }
849                         }
850                 }
851                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
852                 --size;
853                 ++start;
854                 ++blk;
855                 --n;
856         }
857         swp_pager_meta_free(object, start, n);
858         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
859         return (0);
860 }
861
862 /*
863  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
864  *                      and destroy the source.
865  *
866  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
867  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
868  *      we keep the destination's.
869  *
870  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
871  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
872  *      progress on the source.
873  *
874  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
875  *
876  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
877  *
878  *      The source and destination objects must be locked.
879  *      Both object locks may temporarily be released.
880  */
881 void
882 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
883     vm_pindex_t offset, int destroysource)
884 {
885         vm_pindex_t i;
886
887         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
888         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
889
890         /*
891          * If destroysource is set, we remove the source object from the
892          * swap_pager internal queue now.
893          */
894         if (destroysource && srcobject->handle != NULL) {
895                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
896                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
897                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
898                 VM_OBJECT_WUNLOCK(dstobject);
899                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
900                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(srcobject->handle), srcobject,
901                     pager_object_list);
902                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
903                 VM_OBJECT_WLOCK(dstobject);
904                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
905                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
906                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
907         }
908
909         /*
910          * transfer source to destination.
911          */
912         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
913                 daddr_t dstaddr;
914
915                 /*
916                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
917                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
918                  * if the destination is a resident page, in which case the
919                  * source is thrown away.
920                  */
921                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
922
923                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
924                         /*
925                          * Destination has no swapblk and is not resident,
926                          * copy source.
927                          */
928                         daddr_t srcaddr;
929
930                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
931                             srcobject,
932                             i + offset,
933                             SWM_POP
934                         );
935
936                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
937                                 /*
938                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
939                                  */
940                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
941                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
942                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
943                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
944                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
945                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
946                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
947                         }
948                 } else {
949                         /*
950                          * Destination has valid swapblk or it is represented
951                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
952                          */
953
954                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
955                 }
956         }
957
958         /*
959          * Free left over swap blocks in source.
960          *
961          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidentally
962          * double-remove the object from the swap queues.
963          */
964         if (destroysource) {
965                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
966                 /*
967                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
968                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
969                  * for consistency since we've removed the object from its
970                  * queues.
971                  */
972                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
973         }
974 }
975
976 /*
977  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
978  *                              the requested page.
979  *
980  *      We determine whether good backing store exists for the requested
981  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
982  *
983  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
984  *      store exists before and after the requested page.
985  */
986 static boolean_t
987 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before,
988     int *after)
989 {
990         daddr_t blk, blk0;
991         int i;
992
993         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
994
995         /*
996          * do we have good backing store at the requested index ?
997          */
998         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
999         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1000                 if (before)
1001                         *before = 0;
1002                 if (after)
1003                         *after = 0;
1004                 return (FALSE);
1005         }
1006
1007         /*
1008          * find backwards-looking contiguous good backing store
1009          */
1010         if (before != NULL) {
1011                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1012                         if (i > pindex)
1013                                 break;
1014                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1015                         if (blk != blk0 - i)
1016                                 break;
1017                 }
1018                 *before = i - 1;
1019         }
1020
1021         /*
1022          * find forward-looking contiguous good backing store
1023          */
1024         if (after != NULL) {
1025                 for (i = 1; i < SWB_NPAGES; i++) {
1026                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1027                         if (blk != blk0 + i)
1028                                 break;
1029                 }
1030                 *after = i - 1;
1031         }
1032         return (TRUE);
1033 }
1034
1035 /*
1036  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1037  *
1038  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1039  *      not, from the page.
1040  *
1041  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1042  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1043  *      calls us in a special-case situation
1044  *
1045  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1046  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1047  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1048  *      depends on it.
1049  *
1050  *      This routine may not sleep.
1051  *
1052  *      The object containing the page must be locked.
1053  */
1054 static void
1055 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1056 {
1057
1058         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * swap_pager_getpages() - bring pages in from swap
1063  *
1064  *      Attempt to page in the pages in array "m" of length "count".  The caller
1065  *      may optionally specify that additional pages preceding and succeeding
1066  *      the specified range be paged in.  The number of such pages is returned
1067  *      in the "rbehind" and "rahead" parameters, and they will be in the
1068  *      inactive queue upon return.
1069  *
1070  *      The pages in "m" must be busied and will remain busied upon return.
1071  */
1072 static int
1073 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int *rbehind,
1074     int *rahead)
1075 {
1076         struct buf *bp;
1077         vm_page_t mpred, msucc, p;
1078         vm_pindex_t pindex;
1079         daddr_t blk;
1080         int i, j, maxahead, maxbehind, reqcount, shift;
1081
1082         reqcount = count;
1083
1084         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1085         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1086         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1087
1088         if (!swap_pager_haspage(object, m[0]->pindex, &maxbehind, &maxahead)) {
1089                 relpbuf(bp, &nsw_rcount);
1090                 return (VM_PAGER_FAIL);
1091         }
1092
1093         /*
1094          * Clip the readahead and readbehind ranges to exclude resident pages.
1095          */
1096         if (rahead != NULL) {
1097                 KASSERT(reqcount - 1 <= maxahead,
1098                     ("page count %d extends beyond swap block", reqcount));
1099                 *rahead = imin(*rahead, maxahead - (reqcount - 1));
1100                 pindex = m[reqcount - 1]->pindex;
1101                 msucc = TAILQ_NEXT(m[reqcount - 1], listq);
1102                 if (msucc != NULL && msucc->pindex - pindex - 1 < *rahead)
1103                         *rahead = msucc->pindex - pindex - 1;
1104         }
1105         if (rbehind != NULL) {
1106                 *rbehind = imin(*rbehind, maxbehind);
1107                 pindex = m[0]->pindex;
1108                 mpred = TAILQ_PREV(m[0], pglist, listq);
1109                 if (mpred != NULL && pindex - mpred->pindex - 1 < *rbehind)
1110                         *rbehind = pindex - mpred->pindex - 1;
1111         }
1112
1113         /*
1114          * Allocate readahead and readbehind pages.
1115          */
1116         shift = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1117         if (shift != 0) {
1118                 for (i = 1; i <= shift; i++) {
1119                         p = vm_page_alloc(object, m[0]->pindex - i,
1120                             VM_ALLOC_NORMAL);
1121                         if (p == NULL) {
1122                                 /* Shift allocated pages to the left. */
1123                                 for (j = 0; j < i - 1; j++)
1124                                         bp->b_pages[j] =
1125                                             bp->b_pages[j + shift - i + 1];
1126                                 break;
1127                         }
1128                         bp->b_pages[shift - i] = p;
1129                 }
1130                 shift = i - 1;
1131                 *rbehind = shift;
1132         }
1133         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1134                 bp->b_pages[i + shift] = m[i];
1135         if (rahead != NULL) {
1136                 for (i = 0; i < *rahead; i++) {
1137                         p = vm_page_alloc(object,
1138                             m[reqcount - 1]->pindex + i + 1, VM_ALLOC_NORMAL);
1139                         if (p == NULL)
1140                                 break;
1141                         bp->b_pages[shift + reqcount + i] = p;
1142                 }
1143                 *rahead = i;
1144         }
1145         if (rbehind != NULL)
1146                 count += *rbehind;
1147         if (rahead != NULL)
1148                 count += *rahead;
1149
1150         vm_object_pip_add(object, count);
1151
1152         for (i = 0; i < count; i++)
1153                 bp->b_pages[i]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1154
1155         pindex = bp->b_pages[0]->pindex;
1156         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1157         KASSERT(blk != SWAPBLK_NONE,
1158             ("no swap blocking containing %p(%jx)", object, (uintmax_t)pindex));
1159
1160         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1161
1162         bp->b_flags |= B_PAGING;
1163         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1164         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1165         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1166         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1167         bp->b_blkno = blk;
1168         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * count;
1169         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * count;
1170         bp->b_npages = count;
1171         bp->b_pgbefore = rbehind != NULL ? *rbehind : 0;
1172         bp->b_pgafter = rahead != NULL ? *rahead : 0;
1173
1174         VM_CNT_INC(v_swapin);
1175         VM_CNT_ADD(v_swappgsin, count);
1176
1177         /*
1178          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1179          * this point because we automatically release it on completion.
1180          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1181          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1182          *
1183          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1184          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1185          *
1186          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1187          */
1188         BUF_KERNPROC(bp);
1189         swp_pager_strategy(bp);
1190
1191         /*
1192          * Wait for the pages we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1193          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1194          * is set in the metadata for each page in the request.
1195          */
1196         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1197         while ((m[0]->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1198                 m[0]->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1199                 VM_CNT_INC(v_intrans);
1200                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1201                     "swread", hz * 20)) {
1202                         printf(
1203 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1204                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1205                 }
1206         }
1207
1208         /*
1209          * If we had an unrecoverable read error pages will not be valid.
1210          */
1211         for (i = 0; i < reqcount; i++)
1212                 if (m[i]->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1213                         return (VM_PAGER_ERROR);
1214
1215         return (VM_PAGER_OK);
1216
1217         /*
1218          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1219          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1220          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1221          * to all-zero's later.
1222          */
1223 }
1224
1225 /*
1226  *      swap_pager_getpages_async():
1227  *
1228  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1229  *      swap_pager_getpages().
1230  */
1231 static int
1232 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1233     int *rbehind, int *rahead, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1234 {
1235         int r, error;
1236
1237         r = swap_pager_getpages(object, m, count, rbehind, rahead);
1238         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1239         switch (r) {
1240         case VM_PAGER_OK:
1241                 error = 0;
1242                 break;
1243         case VM_PAGER_ERROR:
1244                 error = EIO;
1245                 break;
1246         case VM_PAGER_FAIL:
1247                 error = EINVAL;
1248                 break;
1249         default:
1250                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1251         }
1252         (iodone)(arg, m, count, error);
1253         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1254
1255         return (r);
1256 }
1257
1258 /*
1259  *      swap_pager_putpages:
1260  *
1261  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1262  *
1263  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1264  *      are automatically converted to SWAP objects.
1265  *
1266  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1267  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1268  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1269  *      which needs work.
1270  *
1271  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1272  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1273  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1274  *      completion.
1275  *
1276  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1277  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1278  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1279  */
1280 static void
1281 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1282     int flags, int *rtvals)
1283 {
1284         int i, n;
1285         boolean_t sync;
1286
1287         if (count && m[0]->object != object) {
1288                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1289                     object,
1290                     m[0]->object
1291                 );
1292         }
1293
1294         /*
1295          * Step 1
1296          *
1297          * Turn object into OBJT_SWAP
1298          * check for bogus sysops
1299          * force sync if not pageout process
1300          */
1301         if (object->type != OBJT_SWAP)
1302                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1303         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1304
1305         n = 0;
1306         if (curproc != pageproc)
1307                 sync = TRUE;
1308         else
1309                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1310
1311         /*
1312          * Step 2
1313          *
1314          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1315          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1316          * successfully.
1317          */
1318         for (i = 0; i < count; i += n) {
1319                 int j;
1320                 struct buf *bp;
1321                 daddr_t blk;
1322
1323                 /*
1324                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1325                  */
1326                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1327                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1328
1329                 /*
1330                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1331                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1332                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1333                  * fragment swap.
1334                  */
1335                 while (
1336                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1337                     n > 4
1338                 ) {
1339                         n >>= 1;
1340                 }
1341                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1342                         for (j = 0; j < n; ++j)
1343                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1344                         continue;
1345                 }
1346
1347                 /*
1348                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1349                  * request and assign the swap space.
1350                  */
1351                 if (sync == TRUE) {
1352                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1353                 } else {
1354                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1355                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1356                 }
1357                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1358                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1359
1360                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1361                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1362                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1363                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1364                 bp->b_blkno = blk;
1365
1366                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1367                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1368                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1369
1370                         swp_pager_meta_build(
1371                             mreq->object,
1372                             mreq->pindex,
1373                             blk + j
1374                         );
1375                         vm_page_dirty(mreq);
1376                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1377                         bp->b_pages[j] = mreq;
1378                 }
1379                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1380                 bp->b_npages = n;
1381                 /*
1382                  * Must set dirty range for NFS to work.
1383                  */
1384                 bp->b_dirtyoff = 0;
1385                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1386
1387                 VM_CNT_INC(v_swapout);
1388                 VM_CNT_ADD(v_swappgsout, bp->b_npages);
1389
1390                 /*
1391                  * We unconditionally set rtvals[] to VM_PAGER_PEND so that we
1392                  * can call the async completion routine at the end of a
1393                  * synchronous I/O operation.  Otherwise, our caller would
1394                  * perform duplicate unbusy and wakeup operations on the page
1395                  * and object, respectively.
1396                  */
1397                 for (j = 0; j < n; j++)
1398                         rtvals[i + j] = VM_PAGER_PEND;
1399
1400                 /*
1401                  * asynchronous
1402                  *
1403                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1404                  */
1405                 if (sync == FALSE) {
1406                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1407                         BUF_KERNPROC(bp);
1408                         swp_pager_strategy(bp);
1409                         continue;
1410                 }
1411
1412                 /*
1413                  * synchronous
1414                  *
1415                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1416                  */
1417                 bp->b_iodone = bdone;
1418                 swp_pager_strategy(bp);
1419
1420                 /*
1421                  * Wait for the sync I/O to complete.
1422                  */
1423                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1424
1425                 /*
1426                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1427                  * normal async completion, which frees everything up.
1428                  */
1429                 swp_pager_async_iodone(bp);
1430         }
1431         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1432 }
1433
1434 /*
1435  *      swp_pager_async_iodone:
1436  *
1437  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1438  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1439  *
1440  *      This routine may not sleep.
1441  */
1442 static void
1443 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1444 {
1445         int i;
1446         vm_object_t object = NULL;
1447
1448         /*
1449          * report error
1450          */
1451         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1452                 printf(
1453                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1454                         "size %ld, error %d\n",
1455                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1456                     (long)bp->b_blkno,
1457                     (long)bp->b_bcount,
1458                     bp->b_error
1459                 );
1460         }
1461
1462         /*
1463          * remove the mapping for kernel virtual
1464          */
1465         if (buf_mapped(bp))
1466                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1467         else
1468                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1469
1470         if (bp->b_npages) {
1471                 object = bp->b_pages[0]->object;
1472                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1473         }
1474
1475         /*
1476          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1477          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1478          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1479          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1480          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1481          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1482          */
1483         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1484                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1485
1486                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1487                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1488                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1489                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1490                 }
1491
1492                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1493                         /*
1494                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1495                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1496                          * can never be used again.  But I can't from an
1497                          * interrupt.
1498                          */
1499                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1500                                 /*
1501                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1502                                  * be overridden by the original caller of
1503                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1504                                  */
1505                                 m->valid = 0;
1506                         } else {
1507                                 /*
1508                                  * If a write error occurs, reactivate page
1509                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1510                                  * then finish the I/O.
1511                                  */
1512                                 vm_page_dirty(m);
1513                                 vm_page_lock(m);
1514                                 vm_page_activate(m);
1515                                 vm_page_unlock(m);
1516                                 vm_page_sunbusy(m);
1517                         }
1518                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1519                         /*
1520                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1521                          * overridden by the original caller of getpages so
1522                          * we cannot set them in order to free the underlying
1523                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1524                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1525                          * that existed in the old swapper for a time before
1526                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1527                          */
1528                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1529                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1530                         KASSERT(m->dirty == 0,
1531                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1532
1533                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1534                         if (i < bp->b_pgbefore ||
1535                             i >= bp->b_npages - bp->b_pgafter)
1536                                 vm_page_readahead_finish(m);
1537                 } else {
1538                         /*
1539                          * For write success, clear the dirty
1540                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1541                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1542                          * A page is only written to swap after a period of
1543                          * inactivity.  Therefore, we do not expect it to be
1544                          * reused.
1545                          */
1546                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1547                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1548                             " protected", m));
1549                         vm_page_undirty(m);
1550                         vm_page_lock(m);
1551                         vm_page_deactivate_noreuse(m);
1552                         vm_page_unlock(m);
1553                         vm_page_sunbusy(m);
1554                 }
1555         }
1556
1557         /*
1558          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1559          * pip refs on the object.
1560          */
1561         if (object != NULL) {
1562                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1563                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1564         }
1565
1566         /*
1567          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1568          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1569          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1570          */
1571         if (bp->b_vp) {
1572                     bp->b_vp = NULL;
1573                     bp->b_bufobj = NULL;
1574         }
1575         /*
1576          * release the physical I/O buffer
1577          */
1578         relpbuf(
1579             bp,
1580             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1581                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1582                     &nsw_wcount_async :
1583                     &nsw_wcount_sync
1584                 )
1585             )
1586         );
1587 }
1588
1589 /*
1590  *      swap_pager_isswapped:
1591  *
1592  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1593  *      out to the given swap device.
1594  *
1595  *      This routine may not sleep.
1596  */
1597 int
1598 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1599 {
1600         daddr_t index = 0;
1601         int bcount;
1602         int i;
1603
1604         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1605         if (object->type != OBJT_SWAP)
1606                 return (0);
1607
1608         mtx_lock(&swhash_mtx);
1609         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1610                 struct swblock *swap;
1611
1612                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1613                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1614                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1615                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1616                                         return (1);
1617                                 }
1618                         }
1619                 }
1620                 index += SWAP_META_PAGES;
1621         }
1622         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1623         return (0);
1624 }
1625
1626 int
1627 swap_pager_nswapdev(void)
1628 {
1629
1630         return (nswapdev);
1631 }
1632
1633 /*
1634  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1635  *
1636  *      This routine dissociates the page at the given index within an object
1637  *      from its backing store, paging it in if it does not reside in memory.
1638  *      If the page is paged in, it is marked dirty and placed in the laundry
1639  *      queue.  The page is marked dirty because it no longer has backing
1640  *      store.  It is placed in the laundry queue because it has not been
1641  *      accessed recently.  Otherwise, it would already reside in memory.
1642  *
1643  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block.
1644  *      However, we only guarantee that the one at the specified index is
1645  *      paged in.
1646  *
1647  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1648  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1649  */
1650 static inline void
1651 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1652 {
1653         vm_page_t m;
1654
1655         vm_object_pip_add(object, 1);
1656         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1657         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1658                 vm_object_pip_wakeup(object);
1659                 vm_page_dirty(m);
1660                 vm_page_lock(m);
1661                 vm_page_activate(m);
1662                 vm_page_unlock(m);
1663                 vm_page_xunbusy(m);
1664                 vm_pager_page_unswapped(m);
1665                 return;
1666         }
1667
1668         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, NULL, NULL) != VM_PAGER_OK)
1669                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1670         vm_object_pip_wakeup(object);
1671         vm_page_dirty(m);
1672         vm_page_lock(m);
1673         vm_page_launder(m);
1674         vm_page_unlock(m);
1675         vm_page_xunbusy(m);
1676         vm_pager_page_unswapped(m);
1677 }
1678
1679 /*
1680  *      swap_pager_swapoff:
1681  *
1682  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1683  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1684  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1685  *      There may be no processes swapped out to the device.
1686  *
1687  *      This routine may block.
1688  */
1689 static void
1690 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1691 {
1692         struct swblock *swap;
1693         vm_object_t locked_obj, object;
1694         vm_pindex_t pindex;
1695         int i, j, retries;
1696
1697         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
1698
1699         retries = 0;
1700         locked_obj = NULL;
1701 full_rescan:
1702         mtx_lock(&swhash_mtx);
1703         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1704 restart:
1705                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1706                         object = swap->swb_object;
1707                         pindex = swap->swb_index;
1708                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1709                                 if (!swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp))
1710                                         continue;
1711                                 if (locked_obj != object) {
1712                                         if (locked_obj != NULL)
1713                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1714                                         locked_obj = object;
1715                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1716                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1717                                                 /* Depends on type-stability. */
1718                                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1719                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1720                                                 goto restart;
1721                                         }
1722                                 }
1723                                 MPASS(locked_obj == object);
1724                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1725                                 swp_pager_force_pagein(object, pindex + j);
1726                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1727                                 goto restart;
1728                         }
1729                 }
1730         }
1731         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1732         if (locked_obj != NULL) {
1733                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1734                 locked_obj = NULL;
1735         }
1736         if (sp->sw_used) {
1737                 /*
1738                  * Objects may be locked or paging to the device being
1739                  * removed, so we will miss their pages and need to
1740                  * make another pass.  We have marked this device as
1741                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1742                  */
1743                 retries++;
1744                 if (retries > 100) {
1745                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1746                             sp->sw_used);
1747                 }
1748                 pause("swpoff", hz / 20);
1749                 goto full_rescan;
1750         }
1751         EVENTHANDLER_INVOKE(swapoff, sp);
1752 }
1753
1754 /************************************************************************
1755  *                              SWAP META DATA                          *
1756  ************************************************************************
1757  *
1758  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1759  *      OBJT_SWAP object.
1760  *
1761  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1762  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1763  *      appropriate tracking counters.
1764  */
1765
1766 /*
1767  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1768  *
1769  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1770  *      object.
1771  *
1772  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1773  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1774  *      assigned swapblk is freed.
1775  */
1776 static void
1777 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1778 {
1779         static volatile int exhausted;
1780         struct swblock *swap;
1781         struct swblock **pswap;
1782         int idx;
1783
1784         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1785         /*
1786          * Convert default object to swap object if necessary
1787          */
1788         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1789                 object->type = OBJT_SWAP;
1790                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1791                 KASSERT(object->handle == NULL, ("default pager with handle"));
1792         }
1793
1794         /*
1795          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1796          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1797          * and, since the hash table may have changed, retry.
1798          */
1799 retry:
1800         mtx_lock(&swhash_mtx);
1801         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1802
1803         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1804                 int i;
1805
1806                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1807                         goto done;
1808
1809                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1810                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1811                 if (swap == NULL) {
1812                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1813                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1814                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1815                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1816                                         printf("swap zone exhausted, "
1817                                             "increase kern.maxswzone\n");
1818                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1819                                 pause("swzonex", 10);
1820                         } else
1821                                 VM_WAIT;
1822                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1823                         goto retry;
1824                 }
1825
1826                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1827                         printf("swap zone ok\n");
1828
1829                 swap->swb_hnext = NULL;
1830                 swap->swb_object = object;
1831                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1832                 swap->swb_count = 0;
1833
1834                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1835
1836                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1837                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1838         }
1839
1840         /*
1841          * Delete prior contents of metadata
1842          */
1843         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1844
1845         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1846                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1847                 --swap->swb_count;
1848         }
1849
1850         /*
1851          * Enter block into metadata
1852          */
1853         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1854         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1855                 ++swap->swb_count;
1856 done:
1857         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1858 }
1859
1860 /*
1861  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1862  *
1863  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1864  *      returned to the swap bitmap.
1865  *
1866  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1867  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1868  *      with resident pages.
1869  */
1870 static void
1871 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
1872 {
1873         struct swblock **pswap, *swap;
1874         vm_pindex_t c;
1875         daddr_t v;
1876         int n, sidx;
1877
1878         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1879         if (object->type != OBJT_SWAP || count == 0)
1880                 return;
1881
1882         mtx_lock(&swhash_mtx);
1883         for (c = 0; c < count;) {
1884                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1885                 sidx = index & SWAP_META_MASK;
1886                 n = SWAP_META_PAGES - sidx;
1887                 index += n;
1888                 if ((swap = *pswap) == NULL) {
1889                         c += n;
1890                         continue;
1891                 }
1892                 for (; c < count && sidx < SWAP_META_PAGES; ++c, ++sidx) {
1893                         if ((v = swap->swb_pages[sidx]) == SWAPBLK_NONE)
1894                                 continue;
1895                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1896                         swap->swb_pages[sidx] = SWAPBLK_NONE;
1897                         if (--swap->swb_count == 0) {
1898                                 *pswap = swap->swb_hnext;
1899                                 uma_zfree(swap_zone, swap);
1900                                 --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1901                                 c += SWAP_META_PAGES - sidx;
1902                                 break;
1903                         }
1904                 }
1905         }
1906         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1907 }
1908
1909 /*
1910  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1911  *
1912  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1913  *      an object.
1914  */
1915 static void
1916 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1917 {
1918         struct swblock **pswap, *swap;
1919         vm_pindex_t index;
1920         daddr_t v;
1921         int i;
1922
1923         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1924         if (object->type != OBJT_SWAP)
1925                 return;
1926
1927         index = 0;
1928         while (object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
1929                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1930                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1931                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1932                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1933                                 v = swap->swb_pages[i];
1934                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1935                                         --swap->swb_count;
1936                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1937                                 }
1938                         }
1939                         if (swap->swb_count != 0)
1940                                 panic(
1941                                     "swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1942                         *pswap = swap->swb_hnext;
1943                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1944                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1945                 }
1946                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1947                 index += SWAP_META_PAGES;
1948         }
1949 }
1950
1951 /*
1952  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1953  *
1954  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1955  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1956  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1957  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1958  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
1959  *      meta-data swapblks.
1960  *
1961  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1962  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1963  *
1964  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
1965  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
1966  *      busy page.
1967  *
1968  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1969  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1970  */
1971 static daddr_t
1972 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1973 {
1974         struct swblock **pswap;
1975         struct swblock *swap;
1976         daddr_t r1;
1977         int idx;
1978
1979         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1980         /*
1981          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
1982          * and even then might not be allocated yet.
1983          */
1984         if (object->type != OBJT_SWAP)
1985                 return (SWAPBLK_NONE);
1986
1987         r1 = SWAPBLK_NONE;
1988         mtx_lock(&swhash_mtx);
1989         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1990
1991         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1992                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1993                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1994
1995                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1996                         if (flags & SWM_FREE) {
1997                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1998                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1999                         }
2000                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2001                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2002                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2003                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2004                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2005                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2006                                 }
2007                         }
2008                 }
2009         }
2010         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2011         return (r1);
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Returns the least page index which is greater than or equal to the
2016  * parameter pindex and for which there is a swap block allocated.
2017  * Returns object's size if the object's type is not swap or if there
2018  * are no allocated swap blocks for the object after the requested
2019  * pindex.
2020  */
2021 vm_pindex_t
2022 swap_pager_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
2023 {
2024         struct swblock **pswap, *swap;
2025         vm_pindex_t i, j, lim;
2026         int idx;
2027
2028         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2029         if (object->type != OBJT_SWAP || object->un_pager.swp.swp_bcount == 0)
2030                 return (object->size);
2031
2032         mtx_lock(&swhash_mtx);
2033         for (j = pindex; j < object->size; j = lim) {
2034                 pswap = swp_pager_hash(object, j);
2035                 lim = rounddown2(j + SWAP_META_PAGES, SWAP_META_PAGES);
2036                 if (lim > object->size)
2037                         lim = object->size;
2038                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
2039                         for (idx = j & SWAP_META_MASK, i = j; i < lim;
2040                             i++, idx++) {
2041                                 if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE)
2042                                         goto found;
2043                         }
2044                 }
2045         }
2046         i = object->size;
2047 found:
2048         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2049         return (i);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2054  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2055  * if already swapping on this device.
2056  */
2057 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2058 struct swapon_args {
2059         char *name;
2060 };
2061 #endif
2062
2063 /*
2064  * MPSAFE
2065  */
2066 /* ARGSUSED */
2067 int
2068 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2069 {
2070         struct vattr attr;
2071         struct vnode *vp;
2072         struct nameidata nd;
2073         int error;
2074
2075         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2076         if (error)
2077                 return (error);
2078
2079         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2080
2081         /*
2082          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2083          * memory of >1GB.
2084          */
2085         if (swap_zone == NULL) {
2086                 error = ENOMEM;
2087                 goto done;
2088         }
2089
2090         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2091             uap->name, td);
2092         error = namei(&nd);
2093         if (error)
2094                 goto done;
2095
2096         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2097         vp = nd.ni_vp;
2098
2099         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2100                 error = swapongeom(vp);
2101         } else if (vp->v_type == VREG &&
2102             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2103             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2104                 /*
2105                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2106                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2107                  */
2108                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2109         }
2110
2111         if (error)
2112                 vrele(vp);
2113 done:
2114         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2115         return (error);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2120  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2121  * message and return -1; otherwise, return 0.
2122  */
2123 static int
2124 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2125 {
2126         unsigned long maxpages;
2127
2128         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2129         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2130
2131         /* recommend using no more than half that amount */
2132         if (npages > maxpages / 2) {
2133                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2134                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2135                     npages, maxpages / 2);
2136                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2137                     "or reduce amount of swap.\n");
2138                 return (-1);
2139         }
2140         return (0);
2141 }
2142
2143 static void
2144 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2145     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2146 {
2147         struct swdevt *sp, *tsp;
2148         swblk_t dvbase;
2149         u_long mblocks;
2150
2151         /*
2152          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2153          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2154          *
2155          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2156          */
2157         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2158         nblks = dbtoc(nblks);
2159
2160         /*
2161          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2162          * tree bitmap code.
2163          */
2164         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2165         if (nblks > mblocks) {
2166                 printf(
2167     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2168                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2169                 nblks = mblocks;
2170         }
2171
2172         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2173         sp->sw_vp = vp;
2174         sp->sw_id = id;
2175         sp->sw_dev = dev;
2176         sp->sw_flags = 0;
2177         sp->sw_nblks = nblks;
2178         sp->sw_used = 0;
2179         sp->sw_strategy = strategy;
2180         sp->sw_close = close;
2181         sp->sw_flags = flags;
2182
2183         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2184         /*
2185          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2186          * any bsd label at the front of the partition
2187          */
2188         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2189
2190         dvbase = 0;
2191         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2192         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2193                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2194                         /*
2195                          * We put one uncovered page between the devices
2196                          * in order to definitively prevent any cross-device
2197                          * I/O requests
2198                          */
2199                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2200                 }
2201         }
2202         sp->sw_first = dvbase;
2203         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2204         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2205         nswapdev++;
2206         swap_pager_avail += nblks - 2;
2207         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2208         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2209         swp_sizecheck();
2210         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2211         EVENTHANDLER_INVOKE(swapon, sp);
2212 }
2213
2214 /*
2215  * SYSCALL: swapoff(devname)
2216  *
2217  * Disable swapping on the given device.
2218  *
2219  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2220  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2221  * only to make this work.
2222  */
2223 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2224 struct swapoff_args {
2225         char *name;
2226 };
2227 #endif
2228
2229 /*
2230  * MPSAFE
2231  */
2232 /* ARGSUSED */
2233 int
2234 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2235 {
2236         struct vnode *vp;
2237         struct nameidata nd;
2238         struct swdevt *sp;
2239         int error;
2240
2241         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2242         if (error)
2243                 return (error);
2244
2245         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2246
2247         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2248             td);
2249         error = namei(&nd);
2250         if (error)
2251                 goto done;
2252         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2253         vp = nd.ni_vp;
2254
2255         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2256         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2257                 if (sp->sw_vp == vp)
2258                         break;
2259         }
2260         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2261         if (sp == NULL) {
2262                 error = EINVAL;
2263                 goto done;
2264         }
2265         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2266 done:
2267         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2268         return (error);
2269 }
2270
2271 static int
2272 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2273 {
2274         u_long nblks;
2275 #ifdef MAC
2276         int error;
2277 #endif
2278
2279         sx_assert(&swdev_syscall_lock, SA_XLOCKED);
2280 #ifdef MAC
2281         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2282         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2283         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2284         if (error != 0)
2285                 return (error);
2286 #endif
2287         nblks = sp->sw_nblks;
2288
2289         /*
2290          * We can turn off this swap device safely only if the
2291          * available virtual memory in the system will fit the amount
2292          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2293          * the system doesn't become critically low on swap space.
2294          */
2295         if (vm_cnt.v_free_count + swap_pager_avail < nblks + nswap_lowat)
2296                 return (ENOMEM);
2297
2298         /*
2299          * Prevent further allocations on this device.
2300          */
2301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2302         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2303         swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist, 0, nblks);
2304         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2305         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2306
2307         /*
2308          * Page in the contents of the device and close it.
2309          */
2310         swap_pager_swapoff(sp);
2311
2312         sp->sw_close(curthread, sp);
2313         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2314         sp->sw_id = NULL;
2315         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2316         nswapdev--;
2317         if (nswapdev == 0) {
2318                 swap_pager_full = 2;
2319                 swap_pager_almost_full = 1;
2320         }
2321         if (swdevhd == sp)
2322                 swdevhd = NULL;
2323         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2324         blist_destroy(sp->sw_blist);
2325         free(sp, M_VMPGDATA);
2326         return (0);
2327 }
2328
2329 void
2330 swapoff_all(void)
2331 {
2332         struct swdevt *sp, *spt;
2333         const char *devname;
2334         int error;
2335
2336         sx_xlock(&swdev_syscall_lock);
2337
2338         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2339         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2340                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2341                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2342                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2343                 else
2344                         devname = "[file]";
2345                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2346                 if (error != 0) {
2347                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2348                             "skipping.\n", devname, error);
2349                 } else if (bootverbose) {
2350                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2351                 }
2352                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2353         }
2354         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2355
2356         sx_xunlock(&swdev_syscall_lock);
2357 }
2358
2359 void
2360 swap_pager_status(int *total, int *used)
2361 {
2362         struct swdevt *sp;
2363
2364         *total = 0;
2365         *used = 0;
2366         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2367         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2368                 *total += sp->sw_nblks;
2369                 *used += sp->sw_used;
2370         }
2371         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2372 }
2373
2374 int
2375 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2376 {
2377         struct swdevt *sp;
2378         const char *tmp_devname;
2379         int error, n;
2380
2381         n = 0;
2382         error = ENOENT;
2383         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2384         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2385                 if (n != name) {
2386                         n++;
2387                         continue;
2388                 }
2389                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2390                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2391                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2392                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2393                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2394                 if (devname != NULL) {
2395                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2396                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2397                         else
2398                                 tmp_devname = "[file]";
2399                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2400                 }
2401                 error = 0;
2402                 break;
2403         }
2404         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2405         return (error);
2406 }
2407
2408 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2409 #define XSWDEV_VERSION_11       1
2410 struct xswdev11 {
2411         u_int   xsw_version;
2412         uint32_t xsw_dev;
2413         int     xsw_flags;
2414         int     xsw_nblks;
2415         int     xsw_used;
2416 };
2417 #endif
2418
2419 static int
2420 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2421 {
2422         struct xswdev xs;
2423 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2424         struct xswdev11 xs11;
2425 #endif
2426         int error;
2427
2428         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2429                 return (EINVAL);
2430         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2431         if (error != 0)
2432                 return (error);
2433 #if defined(COMPAT_FREEBSD11)
2434         if (req->oldlen == sizeof(xs11)) {
2435                 xs11.xsw_version = XSWDEV_VERSION_11;
2436                 xs11.xsw_dev = xs.xsw_dev; /* truncation */
2437                 xs11.xsw_flags = xs.xsw_flags;
2438                 xs11.xsw_nblks = xs.xsw_nblks;
2439                 xs11.xsw_used = xs.xsw_used;
2440                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs11, sizeof(xs11));
2441         } else
2442 #endif
2443                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2444         return (error);
2445 }
2446
2447 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2448     "Number of swap devices");
2449 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE,
2450     sysctl_vm_swap_info,
2451     "Swap statistics by device");
2452
2453 /*
2454  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2455  *                        vmspace.
2456  *
2457  *      The map must be locked.
2458  *
2459  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2460  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2461  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2462  *      count for at least 1 swap page.
2463  */
2464 long
2465 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2466 {
2467         vm_map_t map;
2468         vm_map_entry_t cur;
2469         vm_object_t object;
2470         long count, n;
2471
2472         map = &vmspace->vm_map;
2473         count = 0;
2474
2475         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2476                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2477                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2478                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2479                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2480                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2481                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2482                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2483                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2484                         }
2485                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2486                 }
2487         }
2488         return (count);
2489 }
2490
2491 /*
2492  * GEOM backend
2493  *
2494  * Swapping onto disk devices.
2495  *
2496  */
2497
2498 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2499
2500 static struct g_class g_swap_class = {
2501         .name = "SWAP",
2502         .version = G_VERSION,
2503         .orphan = swapgeom_orphan,
2504 };
2505
2506 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2507
2508
2509 static void
2510 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2511 {
2512         struct g_consumer *cp;
2513
2514         cp = arg;
2515         g_access(cp, -1, -1, 0);
2516         g_detach(cp);
2517         g_destroy_consumer(cp);
2518 }
2519
2520 /*
2521  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2522  */
2523 static void
2524 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2525 {
2526
2527         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2528         cp->index++;
2529 }
2530
2531 /*
2532  * Remove a reference from the g_consumer.  Post a close event if all
2533  * references go away, since the function might be called from the
2534  * biodone context.
2535  */
2536 static void
2537 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2538 {
2539
2540         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2541         cp->index--;
2542         if (cp->index == 0) {
2543                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2544                         sp->sw_id = NULL;
2545         }
2546 }
2547
2548 static void
2549 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2550 {
2551         struct swdevt *sp;
2552         struct buf *bp;
2553         struct g_consumer *cp;
2554
2555         bp = bp2->bio_caller2;
2556         cp = bp2->bio_from;
2557         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2558         if (bp2->bio_error)
2559                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2560         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2561         bp->b_error = bp2->bio_error;
2562         bufdone(bp);
2563         sp = bp2->bio_caller1;
2564         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2565         swapgeom_release(cp, sp);
2566         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2567         g_destroy_bio(bp2);
2568 }
2569
2570 static void
2571 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2572 {
2573         struct bio *bio;
2574         struct g_consumer *cp;
2575
2576         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2577         cp = sp->sw_id;
2578         if (cp == NULL) {
2579                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2580                 bp->b_error = ENXIO;
2581                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2582                 bufdone(bp);
2583                 return;
2584         }
2585         swapgeom_acquire(cp);
2586         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2587         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2588                 bio = g_new_bio();
2589         else
2590                 bio = g_alloc_bio();
2591         if (bio == NULL) {
2592                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2593                 swapgeom_release(cp, sp);
2594                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2595                 bp->b_error = ENOMEM;
2596                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2597                 bufdone(bp);
2598                 return;
2599         }
2600
2601         bio->bio_caller1 = sp;
2602         bio->bio_caller2 = bp;
2603         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2604         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2605         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2606         bio->bio_done = swapgeom_done;
2607         if (!buf_mapped(bp)) {
2608                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2609                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2610                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2611                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2612                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2613         } else {
2614                 bio->bio_data = bp->b_data;
2615                 bio->bio_ma = NULL;
2616         }
2617         g_io_request(bio, cp);
2618         return;
2619 }
2620
2621 static void
2622 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2623 {
2624         struct swdevt *sp;
2625         int destroy;
2626
2627         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2628         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2629                 if (sp->sw_id == cp) {
2630                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2631                         break;
2632                 }
2633         }
2634         /*
2635          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2636          * special context where we don't have to queue the call to
2637          * swapgeom_close_ev().
2638          */
2639         cp->index--;
2640         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2641         if (destroy)
2642                 sp->sw_id = NULL;
2643         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2644         if (destroy)
2645                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2646 }
2647
2648 static void
2649 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2650 {
2651         struct g_consumer *cp;
2652
2653         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2654         cp = sw->sw_id;
2655         sw->sw_id = NULL;
2656         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2657
2658         /*
2659          * swapgeom_close() may be called from the biodone context,
2660          * where we cannot perform topology changes.  Delegate the
2661          * work to the events thread.
2662          */
2663         if (cp != NULL)
2664                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2665 }
2666
2667 static int
2668 swapongeom_locked(struct cdev *dev, struct vnode *vp)
2669 {
2670         struct g_provider *pp;
2671         struct g_consumer *cp;
2672         static struct g_geom *gp;
2673         struct swdevt *sp;
2674         u_long nblks;
2675         int error;
2676
2677         pp = g_dev_getprovider(dev);
2678         if (pp == NULL)
2679                 return (ENODEV);
2680         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2681         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2682                 cp = sp->sw_id;
2683                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2684                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2685                         return (EBUSY);
2686                 }
2687         }
2688         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2689         if (gp == NULL)
2690                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2691         cp = g_new_consumer(gp);
2692         cp->index = 1;  /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2693         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2694         g_attach(cp, pp);
2695         /*
2696          * XXX: Every time you think you can improve the margin for
2697          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2698          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2699          * set an exclusive count :-(
2700          */
2701         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2702         if (error != 0) {
2703                 g_detach(cp);
2704                 g_destroy_consumer(cp);
2705                 return (error);
2706         }
2707         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2708         swaponsomething(vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2709             swapgeom_close, dev2udev(dev),
2710             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2711         return (0);
2712 }
2713
2714 static int
2715 swapongeom(struct vnode *vp)
2716 {
2717         int error;
2718
2719         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2720         if (vp->v_type != VCHR || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0) {
2721                 error = ENOENT;
2722         } else {
2723                 g_topology_lock();
2724                 error = swapongeom_locked(vp->v_rdev, vp);
2725                 g_topology_unlock();
2726         }
2727         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2728         return (error);
2729 }
2730
2731 /*
2732  * VNODE backend
2733  *
2734  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2735  * with NFS) swapfiles.
2736  *
2737  */
2738
2739 static void
2740 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2741 {
2742         struct vnode *vp2;
2743
2744         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2745
2746         vp2 = sp->sw_id;
2747         vhold(vp2);
2748         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2749                 if (bp->b_bufobj)
2750                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2751                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2752         }
2753         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2754                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2755         bp->b_vp = vp2;
2756         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2757         bstrategy(bp);
2758         return;
2759 }
2760
2761 static void
2762 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2763 {
2764
2765         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2766         vrele(sp->sw_vp);
2767 }
2768
2769
2770 static int
2771 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2772 {
2773         struct swdevt *sp;
2774         int error;
2775
2776         if (nblks == 0)
2777                 return (ENXIO);
2778         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2779         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2780                 if (sp->sw_id == vp) {
2781                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2782                         return (EBUSY);
2783                 }
2784         }
2785         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2786
2787         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2788 #ifdef MAC
2789         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2790         if (error == 0)
2791 #endif
2792                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2793         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2794         if (error)
2795                 return (error);
2796
2797         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2798             NODEV, 0);
2799         return (0);
2800 }
2801
2802 static int
2803 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2804 {
2805         int error, new, n;
2806
2807         new = nsw_wcount_async_max;
2808         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2809         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2810                 return (error);
2811
2812         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2813                 return (EINVAL);
2814
2815         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2816         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2817                 /*
2818                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2819                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2820                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2821                  */
2822                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2823                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2824                         nsw_wcount_async += n;
2825                         nsw_wcount_async_max += n;
2826                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2827                 } else {
2828                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2829                         nsw_wcount_async = 0;
2830                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2831                             "swpsysctl", 0);
2832                 }
2833         }
2834         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2835
2836         return (0);
2837 }