]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r170764,
[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_mac.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/sysctl.h>
91 #include <sys/sysproto.h>
92 #include <sys/blist.h>
93 #include <sys/lock.h>
94 #include <sys/sx.h>
95 #include <sys/vmmeter.h>
96
97 #include <security/mac/mac_framework.h>
98
99 #include <vm/vm.h>
100 #include <vm/pmap.h>
101 #include <vm/vm_map.h>
102 #include <vm/vm_kern.h>
103 #include <vm/vm_object.h>
104 #include <vm/vm_page.h>
105 #include <vm/vm_pager.h>
106 #include <vm/vm_pageout.h>
107 #include <vm/vm_param.h>
108 #include <vm/swap_pager.h>
109 #include <vm/vm_extern.h>
110 #include <vm/uma.h>
111
112 #include <geom/geom.h>
113
114 /*
115  * SWB_NPAGES must be a power of 2.  It may be set to 1, 2, 4, 8, or 16
116  * pages per allocation.  We recommend you stick with the default of 8.
117  * The 16-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
118  */
119 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
120 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
121 #endif
122
123 #if !defined(SWB_NPAGES)
124 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
125 #endif
126
127 /*
128  * Piecemeal swap metadata structure.  Swap is stored in a radix tree.
129  *
130  * If SWB_NPAGES is 8 and sizeof(char *) == sizeof(daddr_t), our radix
131  * is basically 8.  Assuming PAGE_SIZE == 4096, one tree level represents
132  * 32K worth of data, two levels represent 256K, three levels represent
133  * 2 MBytes.   This is acceptable.
134  *
135  * Overall memory utilization is about the same as the old swap structure.
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 struct mtx sw_dev_mtx;
150 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
151 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
152 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
153 int swap_pager_avail;
154 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
155
156 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
157
158 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
159 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
160
161 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
162 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
163 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
164 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
165 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
166 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
167 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
168
169 static struct swblock **swhash;
170 static int swhash_mask;
171 static struct mtx swhash_mtx;
172
173 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
174 static struct sx sw_alloc_sx;
175
176
177 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
178         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
179
180 /*
181  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
182  * of searching a named list by hashing it just a little.
183  */
184
185 #define NOBJLISTS               8
186
187 #define NOBJLIST(handle)        \
188         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
189
190 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */ 
191 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
192 static uma_zone_t       swap_zone;
193 static struct vm_object swap_zone_obj;
194
195 /*
196  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
197  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
198  * (see vm/swap_pager.h).
199  */
200 static vm_object_t
201                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
202                                       vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset);
203 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
204 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
205 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
206 static boolean_t
207                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
208 static void     swap_pager_init(void);
209 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
210 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
211
212 struct pagerops swappagerops = {
213         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
214         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
215         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
216         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
217         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
218         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
219         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
220 };
221
222 /*
223  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
224  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
225  *
226  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
227  * internal.
228  */
229 static int dmmax;
230 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
231 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
232
233 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
234         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
235
236 static void     swp_sizecheck(void);
237 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
238 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
239 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
240 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct thread *td);
241
242 /*
243  * Swap bitmap functions
244  */
245 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
246 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
247
248 /*
249  * Metadata functions
250  */
251 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
252 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
253 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
254 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
255 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
256
257 /*
258  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
259  *      
260  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
261  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
262  *
263  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
264  *
265  *      No restrictions on call
266  *      This routine may not block.
267  *      This routine must be called at splvm()
268  */
269 static void
270 swp_sizecheck(void)
271 {
272
273         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
274                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
275                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
276                         swap_pager_almost_full = 1;
277                 }
278         } else {
279                 swap_pager_full = 0;
280                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
281                         swap_pager_almost_full = 0;
282         }
283 }
284
285 /*
286  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
287  *
288  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
289  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
290  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
291  *      find a swapblk.
292  *
293  *      This routine must be called at splvm().
294  */
295 static struct swblock **
296 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
297 {
298         struct swblock **pswap;
299         struct swblock *swap;
300
301         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
302         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
303         while ((swap = *pswap) != NULL) {
304                 if (swap->swb_object == object &&
305                     swap->swb_index == index
306                 ) {
307                         break;
308                 }
309                 pswap = &swap->swb_hnext;
310         }
311         return (pswap);
312 }
313
314 /*
315  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
316  *
317  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
318  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
319  *      system has yet to be initialized at this point.
320  */
321 static void
322 swap_pager_init(void)
323 {
324         /*
325          * Initialize object lists
326          */
327         int i;
328
329         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
330                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
331         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
332         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
333
334         /*
335          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
336          */
337         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
338 }
339
340 /*
341  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
342  *
343  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
344  *      its main loop.
345  */
346 void
347 swap_pager_swap_init(void)
348 {
349         int n, n2;
350
351         /*
352          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
353          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
354          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
355          * but it isn't very efficient).
356          *
357          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
358          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
359          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
360          * constrained by the swap device interleave stripe size.
361          *
362          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
363          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
364          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
365          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
366          * a higher value would probably generate only a limited improvement
367          * with three or four active swap devices since the system does not
368          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
369          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
370          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
371          * So it all works out pretty well.
372          */
373         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
374
375         mtx_lock(&pbuf_mtx);
376         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
377         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
378         nsw_wcount_async = 4;
379         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
380         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
381
382         /*
383          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
384          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
385          * can hold 16 pages, so this is probably overkill.  This reservation
386          * is typically limited to around 32MB by default.
387          */
388         n = cnt.v_page_count / 2;
389         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
390                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
391         n2 = n;
392         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
393             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
394         if (swap_zone == NULL)
395                 panic("failed to create swap_zone.");
396         do {
397                 if (uma_zone_set_obj(swap_zone, &swap_zone_obj, n))
398                         break;
399                 /*
400                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
401                  * size of the previous attempt.
402                  */
403                 n -= ((n + 2) / 3);
404         } while (n > 0);
405         if (n2 != n)
406                 printf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
407         n2 = n;
408
409         /*
410          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
411          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an 
412          * oversized hash table.
413          *
414          *      n:              size of hash table, must be power of 2
415          *      swhash_mask:    hash table index mask
416          */
417         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
418                 ;
419         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
420         swhash_mask = n - 1;
421         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
422 }
423
424 /*
425  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
426  *                      its metadata structures.
427  *
428  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
429  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
430  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
431  *
432  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
433  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
434  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
435  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
436  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
437  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
438  *      already exists.
439  *
440  * MPSAFE
441  */
442 static vm_object_t
443 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
444                  vm_ooffset_t offset)
445 {
446         vm_object_t object;
447         vm_pindex_t pindex;
448
449         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
450
451         if (handle) {
452                 mtx_lock(&Giant);
453                 /*
454                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
455                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
456                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
457                  * of the handle.
458                  */
459                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
460                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
461
462                 if (object != NULL) {
463                         vm_object_reference(object);
464                 } else {
465                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
466                         object->handle = handle;
467
468                         VM_OBJECT_LOCK(object);
469                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
470                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
471                 }
472                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
473                 mtx_unlock(&Giant);
474         } else {
475                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
476
477                 VM_OBJECT_LOCK(object);
478                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
479                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
480         }
481         return (object);
482 }
483
484 /*
485  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
486  *
487  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
488  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
489  *      routine is typically called only when the entire object is
490  *      about to be destroyed.
491  *
492  *      This routine may block, but no longer does. 
493  *
494  *      The object must be locked or unreferenceable.
495  */
496 static void
497 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
498 {
499
500         /*
501          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
502          * pageout completion.
503          */
504         if (object->handle != NULL) {
505                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
506                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
507                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
508         }
509
510         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
511         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
512
513         /*
514          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
515          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
516          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
517          * if paging is still in progress on some objects.
518          */
519         swp_pager_meta_free_all(object);
520 }
521
522 /************************************************************************
523  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
524  ************************************************************************/
525
526 /*
527  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
528  *
529  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
530  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
531  *      if the allocation failed.
532  *
533  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
534  *      when they configured swap and didn't configure enough.
535  *
536  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
537  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
538  *
539  *      This routine may not block
540  *      This routine must be called at splvm().
541  *
542  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
543  */
544 static daddr_t
545 swp_pager_getswapspace(int npages)
546 {
547         daddr_t blk;
548         struct swdevt *sp;
549         int i;
550
551         blk = SWAPBLK_NONE;
552         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
553         sp = swdevhd;
554         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
555                 if (sp == NULL)
556                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
557                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
558                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
559                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
560                                 blk += sp->sw_first;
561                                 sp->sw_used += npages;
562                                 swap_pager_avail -= npages;
563                                 swp_sizecheck();
564                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
565                                 goto done;
566                         }
567                 }
568                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
569         }
570         if (swap_pager_full != 2) {
571                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
572                 swap_pager_full = 2;
573                 swap_pager_almost_full = 1;
574         }
575         swdevhd = NULL;
576 done:
577         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
578         return (blk);
579 }
580
581 static int
582 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
583 {
584
585         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
586 }
587         
588 static void
589 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
590 {
591         struct swdevt *sp;
592
593         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
594         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
595                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
596                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
597                         sp->sw_strategy(bp, sp);
598                         return;
599                 }
600         }
601         panic("Swapdev not found");
602 }
603         
604
605 /*
606  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
607  *
608  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
609  *
610  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
611  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
612  *
613  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
614  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
615  *
616  *      This routine may not block
617  *      This routine must be called at splvm().
618  */
619 static void
620 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
621 {
622         struct swdevt *sp;
623
624         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
625         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
626                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
627                         sp->sw_used -= npages;
628                         /*
629                          * If we are attempting to stop swapping on
630                          * this device, we don't want to mark any
631                          * blocks free lest they be reused.  
632                          */
633                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
634                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
635                                     npages);
636                                 swap_pager_avail += npages;
637                                 swp_sizecheck();
638                         }
639                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
640                         return;
641                 }
642         }
643         panic("Swapdev not found");
644 }
645
646 /*
647  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
648  *                              range within an object.
649  *
650  *      This is a globally accessible routine.
651  *
652  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
653  *
654  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
655  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
656  *      we should be ok.
657  *
658  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm temporarily
659  *      in order to perform the metadata removal.
660  */
661 void
662 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
663 {
664
665         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
666         swp_pager_meta_free(object, start, size);
667 }
668
669 /*
670  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
671  *
672  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
673  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
674  *
675  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
676  */
677 int
678 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
679 {
680         int n = 0;
681         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
682         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
683
684         VM_OBJECT_LOCK(object);
685         while (size) {
686                 if (n == 0) {
687                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
688                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
689                                 n >>= 1;
690                                 if (n == 0) {
691                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
692                                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
693                                         return (-1);
694                                 }
695                         }
696                 }
697                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
698                 --size;
699                 ++start;
700                 ++blk;
701                 --n;
702         }
703         swp_pager_meta_free(object, start, n);
704         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
705         return (0);
706 }
707
708 /*
709  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
710  *                      and destroy the source.
711  *
712  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
713  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
714  *      we keep the destination's.
715  *
716  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
717  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
718  *      progress on the source. 
719  *
720  *      This routine can be called at any spl
721  *
722  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
723  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
724  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
725  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
726  *
727  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
728  *
729  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
730  *
731  *      The source and destination objects must be locked or 
732  *      inaccessible (XXX are they ?)
733  */
734 void
735 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
736     vm_pindex_t offset, int destroysource)
737 {
738         vm_pindex_t i;
739
740         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(srcobject, MA_OWNED);
741         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(dstobject, MA_OWNED);
742
743         /*
744          * If destroysource is set, we remove the source object from the 
745          * swap_pager internal queue now. 
746          */
747         if (destroysource) {
748                 if (srcobject->handle != NULL) {
749                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
750                         TAILQ_REMOVE(
751                             NOBJLIST(srcobject->handle),
752                             srcobject,
753                             pager_object_list
754                         );
755                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
756                 }
757         }
758
759         /*
760          * transfer source to destination.
761          */
762         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
763                 daddr_t dstaddr;
764
765                 /*
766                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
767                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
768                  * if the destination is a resident page, in which case the
769                  * source is thrown away.
770                  */
771                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
772
773                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
774                         /*
775                          * Destination has no swapblk and is not resident,
776                          * copy source.
777                          */
778                         daddr_t srcaddr;
779
780                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
781                             srcobject, 
782                             i + offset,
783                             SWM_POP
784                         );
785
786                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
787                                 /*
788                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
789                                  */
790                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
791                                 VM_OBJECT_UNLOCK(srcobject);
792                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
793                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
794                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
795                                 VM_OBJECT_LOCK(srcobject);
796                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
797                         }
798                 } else {
799                         /*
800                          * Destination has valid swapblk or it is represented
801                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
802                          */
803                         
804                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
805                 }
806         }
807
808         /*
809          * Free left over swap blocks in source.
810          *
811          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
812          * double-remove the object from the swap queues.
813          */
814         if (destroysource) {
815                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
816                 /*
817                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
818                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
819                  * for consistency since we've removed the object from its
820                  * queues.
821                  */
822                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
823         }
824 }
825
826 /*
827  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
828  *                              the requested page.
829  *
830  *      We determine whether good backing store exists for the requested
831  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
832  *
833  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
834  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
835  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
836  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
837  *      doing here.
838  */
839 static boolean_t
840 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
841 {
842         daddr_t blk0;
843
844         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
845         /*
846          * do we have good backing store at the requested index ?
847          */
848         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
849
850         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
851                 if (before)
852                         *before = 0;
853                 if (after)
854                         *after = 0;
855                 return (FALSE);
856         }
857
858         /*
859          * find backwards-looking contiguous good backing store
860          */
861         if (before != NULL) {
862                 int i;
863
864                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
865                         daddr_t blk;
866
867                         if (i > pindex)
868                                 break;
869                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
870                         if (blk != blk0 - i)
871                                 break;
872                 }
873                 *before = (i - 1);
874         }
875
876         /*
877          * find forward-looking contiguous good backing store
878          */
879         if (after != NULL) {
880                 int i;
881
882                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
883                         daddr_t blk;
884
885                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
886                         if (blk != blk0 + i)
887                                 break;
888                 }
889                 *after = (i - 1);
890         }
891         return (TRUE);
892 }
893
894 /*
895  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
896  *
897  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
898  *      not, from the page.  
899  *
900  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
901  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
902  *      calls us in a special-case situation
903  *
904  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
905  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
906  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
907  *      depends on it.
908  *
909  *      This routine may not block
910  *      This routine must be called at splvm()
911  */
912 static void
913 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
914 {
915
916         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
917         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
918 }
919
920 /*
921  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
922  *
923  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
924  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
925  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
926  *      belongs to the same object.
927  *
928  *      The code is designed for asynchronous operation and 
929  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
930  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
931  *      feature, I intend to improve on it in the future.
932  *
933  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
934  *      calling us and we should return with the same.
935  *
936  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
937  *      left busy, but the others adjusted.
938  */
939 static int
940 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
941 {
942         struct buf *bp;
943         vm_page_t mreq;
944         int i;
945         int j;
946         daddr_t blk;
947
948         mreq = m[reqpage];
949
950         KASSERT(mreq->object == object,
951             ("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
952             object, mreq->object));
953
954         /*
955          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
956          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
957          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
958          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the 
959          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
960          *
961          * The swp_*() calls must be made at splvm().  vm_page_free() does
962          * not need to be, but it will go a little faster if it is.
963          */
964         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
965
966         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
967                 daddr_t iblk;
968
969                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
970                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
971                         break;
972         }
973         ++i;
974
975         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
976                 daddr_t jblk;
977
978                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
979                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
980                         break;
981         }
982
983         /*
984          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
985          * mreq, it must remain busy throughout.
986          */
987         if (0 < i || j < count) {
988                 int k;
989
990                 vm_page_lock_queues();
991                 for (k = 0; k < i; ++k)
992                         vm_page_free(m[k]);
993                 for (k = j; k < count; ++k)
994                         vm_page_free(m[k]);
995                 vm_page_unlock_queues();
996         }
997
998         /*
999          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq 
1000          * still busy, but the others unbusied.
1001          */
1002         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1003                 return (VM_PAGER_FAIL);
1004
1005         /*
1006          * Getpbuf() can sleep.
1007          */
1008         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1009         /*
1010          * Get a swap buffer header to perform the IO
1011          */
1012         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1013         bp->b_flags |= B_PAGING;
1014
1015         /*
1016          * map our page(s) into kva for input
1017          */
1018         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, m + i, j - i);
1019
1020         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1021         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1022         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1023         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1024         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1025         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1026         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1027         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1028
1029         VM_OBJECT_LOCK(object);
1030         {
1031                 int k;
1032
1033                 for (k = i; k < j; ++k) {
1034                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1035                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1036                 }
1037         }
1038         bp->b_npages = j - i;
1039
1040         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1041         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1042
1043         /*
1044          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1045          * does not remove it.
1046          */
1047         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1048         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1049
1050         /*
1051          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1052          * this point because we automatically release it on completion.
1053          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1054          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1055          *
1056          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1057          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1058          *
1059          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1060          */
1061         BUF_KERNPROC(bp);
1062         swp_pager_strategy(bp);
1063
1064         /*
1065          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1066          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1067          * is set in the meta-data.
1068          */
1069         VM_OBJECT_LOCK(object);
1070         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1071                 mreq->oflags |= VPO_WANTED;
1072                 vm_page_lock_queues();
1073                 vm_page_flag_set(mreq, PG_REFERENCED);
1074                 vm_page_unlock_queues();
1075                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1076                 if (msleep(mreq, VM_OBJECT_MTX(object), PSWP, "swread", hz*20)) {
1077                         printf(
1078 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1079                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1080                 }
1081         }
1082
1083         /*
1084          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1085          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1086          * not be valid.
1087          */
1088         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1089                 return (VM_PAGER_ERROR);
1090         } else {
1091                 return (VM_PAGER_OK);
1092         }
1093
1094         /*
1095          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1096          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1097          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1098          * to all-zero's later.
1099          */
1100 }
1101
1102 /*
1103  *      swap_pager_putpages: 
1104  *
1105  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1106  *
1107  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1108  *      are automatically converted to SWAP objects.
1109  *
1110  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new 
1111  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1112  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1113  *      which needs work.
1114  *
1115  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1116  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1117  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1118  *      completion.
1119  *
1120  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1121  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1122  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1123  */
1124 void
1125 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1126     boolean_t sync, int *rtvals)
1127 {
1128         int i;
1129         int n = 0;
1130
1131         GIANT_REQUIRED;
1132         if (count && m[0]->object != object) {
1133                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1134                     object, 
1135                     m[0]->object
1136                 );
1137         }
1138
1139         /*
1140          * Step 1
1141          *
1142          * Turn object into OBJT_SWAP
1143          * check for bogus sysops
1144          * force sync if not pageout process
1145          */
1146         if (object->type != OBJT_SWAP)
1147                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1148         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1149
1150         if (curproc != pageproc)
1151                 sync = TRUE;
1152
1153         /*
1154          * Step 2
1155          *
1156          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1157          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1158          */
1159         mtx_lock(&pbuf_mtx);
1160         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1161                 int n;
1162
1163                 /*
1164                  * limit range
1165                  */
1166                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1167                         n = nswbuf / 2;
1168                 if (n < 1)
1169                         n = 1;
1170                 swap_async_max = n;
1171
1172                 /*
1173                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1174                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1175                  * at this time.
1176                  */
1177                 n -= nsw_wcount_async_max;
1178                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1179                         nsw_wcount_async += n;
1180                         nsw_wcount_async_max += n;
1181                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1182                 }
1183         }
1184         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
1185
1186         /*
1187          * Step 3
1188          *
1189          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1190          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1191          * successfully.
1192          */
1193         for (i = 0; i < count; i += n) {
1194                 int j;
1195                 struct buf *bp;
1196                 daddr_t blk;
1197
1198                 /*
1199                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1200                  */
1201                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1202                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1203
1204                 /*
1205                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1206                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1207                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1208                  * fragment swap.
1209                  */
1210                 while (
1211                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1212                     n > 4
1213                 ) {
1214                         n >>= 1;
1215                 }
1216                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1217                         for (j = 0; j < n; ++j)
1218                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1219                         continue;
1220                 }
1221
1222                 /*
1223                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1224                  * request and assign the swap space.
1225                  */
1226                 if (sync == TRUE) {
1227                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1228                 } else {
1229                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1230                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1231                 }
1232                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1233                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1234
1235                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1236
1237                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1238                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1239                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1240                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1241                 bp->b_blkno = blk;
1242
1243                 VM_OBJECT_LOCK(object);
1244                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1245                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1246
1247                         swp_pager_meta_build(
1248                             mreq->object, 
1249                             mreq->pindex,
1250                             blk + j
1251                         );
1252                         vm_page_dirty(mreq);
1253                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1254
1255                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1256                         bp->b_pages[j] = mreq;
1257                 }
1258                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1259                 bp->b_npages = n;
1260                 /*
1261                  * Must set dirty range for NFS to work.
1262                  */
1263                 bp->b_dirtyoff = 0;
1264                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1265
1266                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1267                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1268
1269                 /*
1270                  * asynchronous
1271                  *
1272                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1273                  */
1274                 if (sync == FALSE) {
1275                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1276                         BUF_KERNPROC(bp);
1277                         swp_pager_strategy(bp);
1278
1279                         for (j = 0; j < n; ++j)
1280                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1281                         /* restart outter loop */
1282                         continue;
1283                 }
1284
1285                 /*
1286                  * synchronous
1287                  *
1288                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1289                  */
1290                 bp->b_iodone = bdone;
1291                 swp_pager_strategy(bp);
1292
1293                 /*
1294                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1295                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1296                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1297                  * double-free.
1298                  */
1299                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1300                 for (j = 0; j < n; ++j)
1301                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1302                 /*
1303                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1304                  * normal async completion, which frees everything up.
1305                  */
1306                 swp_pager_async_iodone(bp);
1307         }
1308         VM_OBJECT_LOCK(object);
1309 }
1310
1311 /*
1312  *      swp_pager_async_iodone:
1313  *
1314  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1315  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1316  *
1317  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1318  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1319  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1320  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1321  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1322  *
1323  *      This routine may not block.
1324  *      This routine is called at splbio() or better
1325  *
1326  *      We up ourselves to splvm() as required for various vm_page related
1327  *      calls.
1328  */
1329 static void
1330 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1331 {
1332         int i;
1333         vm_object_t object = NULL;
1334
1335         /*
1336          * report error
1337          */
1338         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1339                 printf(
1340                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1341                         "size %ld, error %d\n",
1342                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1343                     (long)bp->b_blkno, 
1344                     (long)bp->b_bcount,
1345                     bp->b_error
1346                 );
1347         }
1348
1349         /*
1350          * remove the mapping for kernel virtual
1351          */
1352         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1353
1354         if (bp->b_npages) {
1355                 object = bp->b_pages[0]->object;
1356                 VM_OBJECT_LOCK(object);
1357         }
1358         vm_page_lock_queues();
1359         /*
1360          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1361          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1362          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1363          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1364          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1365          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1366          */
1367         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1368                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1369
1370                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1371
1372                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1373                         /*
1374                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1375                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1376                          * can never be used again.  But I can't from an 
1377                          * interrupt.
1378                          */
1379                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1380                                 /*
1381                                  * When reading, reqpage needs to stay
1382                                  * locked for the parent, but all other
1383                                  * pages can be freed.  We still want to
1384                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1385                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1386                                  * not match anything ).
1387                                  *
1388                                  * We have to wake specifically requested pages
1389                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1390                                  * someone may be waiting for that.
1391                                  *
1392                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1393                                  * be overridden by the original caller of
1394                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1395                                  */
1396                                 m->valid = 0;
1397                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1398                                         vm_page_free(m);
1399                                 else
1400                                         vm_page_flash(m);
1401                                 /*
1402                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1403                                  * the page up.  The caller needs to.
1404                                  */
1405                         } else {
1406                                 /*
1407                                  * If a write error occurs, reactivate page
1408                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1409                                  * then finish the I/O.
1410                                  */
1411                                 vm_page_dirty(m);
1412                                 vm_page_activate(m);
1413                                 vm_page_io_finish(m);
1414                         }
1415                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1416                         /*
1417                          * For read success, clear dirty bits.  Nobody should
1418                          * have this page mapped but don't take any chances,
1419                          * make sure the pmap modify bits are also cleared.
1420                          *
1421                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1422                          * overridden by the original caller of getpages so
1423                          * we cannot set them in order to free the underlying
1424                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1425                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1426                          * that existed in the old swapper for a time before
1427                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1428                          *
1429                          * If not the requested page then deactivate it.
1430                          *
1431                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1432                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1433                          * other pages are released (unbusied) by 
1434                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1435                          * valid bits here, it is up to the caller.
1436                          */
1437                         pmap_clear_modify(m);
1438                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1439                         vm_page_undirty(m);
1440
1441                         /*
1442                          * We have to wake specifically requested pages
1443                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1444                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1445                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1446                          * requested page - getpages expects it to be 
1447                          * left busy.
1448                          */
1449                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1450                                 vm_page_deactivate(m);
1451                                 vm_page_wakeup(m);
1452                         } else {
1453                                 vm_page_flash(m);
1454                         }
1455                 } else {
1456                         /*
1457                          * For write success, clear the modify and dirty 
1458                          * status, then finish the I/O ( which decrements the 
1459                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1460                          */
1461                         pmap_clear_modify(m);
1462                         vm_page_undirty(m);
1463                         vm_page_io_finish(m);
1464                         if (vm_page_count_severe())
1465                                 vm_page_try_to_cache(m);
1466                 }
1467         }
1468         vm_page_unlock_queues();
1469
1470         /*
1471          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1472          * pip refs on the object.
1473          */
1474         if (object != NULL) {
1475                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1476                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1477         }
1478
1479         /* 
1480          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling 
1481          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1482          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1483          */
1484         if (bp->b_vp) {
1485                     bp->b_vp = NULL;
1486                     bp->b_bufobj = NULL;
1487         }
1488         /*
1489          * release the physical I/O buffer
1490          */
1491         relpbuf(
1492             bp, 
1493             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount : 
1494                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ? 
1495                     &nsw_wcount_async : 
1496                     &nsw_wcount_sync
1497                 )
1498             )
1499         );
1500 }
1501
1502 /*
1503  *      swap_pager_isswapped:
1504  *
1505  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1506  *      out to the given swap device.
1507  *
1508  *      This routine may not block.
1509  */
1510 int
1511 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1512 {
1513         daddr_t index = 0;
1514         int bcount;
1515         int i;
1516
1517         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1518         if (object->type != OBJT_SWAP)
1519                 return (0);
1520
1521         mtx_lock(&swhash_mtx);
1522         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1523                 struct swblock *swap;
1524
1525                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1526                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1527                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1528                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1529                                         return (1);
1530                                 }
1531                         }
1532                 }
1533                 index += SWAP_META_PAGES;
1534                 if (index > 0x20000000)
1535                         panic("swap_pager_isswapped: failed to locate all swap meta blocks");
1536         }
1537         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1538         return (0);
1539 }
1540
1541 /*
1542  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1543  *
1544  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1545  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1546  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1547  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1548  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1549  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1550  *      paged in.
1551  *
1552  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1553  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1554  */
1555 static inline void
1556 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1557 {
1558         vm_page_t m;
1559
1560         vm_object_pip_add(object, 1);
1561         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_RETRY);
1562         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1563                 vm_object_pip_subtract(object, 1);
1564                 vm_page_lock_queues();
1565                 vm_page_activate(m);
1566                 vm_page_dirty(m);
1567                 vm_page_unlock_queues();
1568                 vm_page_wakeup(m);
1569                 vm_pager_page_unswapped(m);
1570                 return;
1571         }
1572
1573         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1574                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1575         vm_object_pip_subtract(object, 1);
1576         vm_page_lock_queues();
1577         vm_page_dirty(m);
1578         vm_page_dontneed(m);
1579         vm_page_unlock_queues();
1580         vm_page_wakeup(m);
1581         vm_pager_page_unswapped(m);
1582 }
1583
1584 /*
1585  *      swap_pager_swapoff:
1586  *
1587  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1588  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1589  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1590  *      There may be no processes swapped out to the device.
1591  *
1592  *      This routine may block.
1593  */
1594 static void
1595 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1596 {
1597         struct swblock *swap;
1598         int i, j, retries;
1599
1600         GIANT_REQUIRED;
1601
1602         retries = 0;
1603 full_rescan:
1604         mtx_lock(&swhash_mtx);
1605         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1606 restart:
1607                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1608                         vm_object_t object = swap->swb_object;
1609                         vm_pindex_t pindex = swap->swb_index;
1610                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1611                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp)) {
1612                                         /* avoid deadlock */
1613                                         if (!VM_OBJECT_TRYLOCK(object)) {
1614                                                 break;
1615                                         } else {
1616                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1617                                                 swp_pager_force_pagein(object,
1618                                                     pindex + j);
1619                                                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1620                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1621                                                 goto restart;
1622                                         }
1623                                 }
1624                         }
1625                 }
1626         }
1627         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1628         if (sp->sw_used) {
1629                 /*
1630                  * Objects may be locked or paging to the device being
1631                  * removed, so we will miss their pages and need to
1632                  * make another pass.  We have marked this device as
1633                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1634                  */
1635                 retries++;
1636                 if (retries > 100) {
1637                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1638                             sp->sw_used);
1639                 }
1640                 pause("swpoff", hz / 20);
1641                 goto full_rescan;
1642         }
1643 }
1644
1645 /************************************************************************
1646  *                              SWAP META DATA                          *
1647  ************************************************************************
1648  *
1649  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1650  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1651  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1652  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1653  *
1654  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1655  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1656  *      appropriate tracking counters.
1657  */
1658
1659 /*
1660  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1661  *
1662  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1663  *      object.
1664  *
1665  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1666  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1667  *      assigned swapblk is freed.
1668  *
1669  *      This routine must be called at splvm(), except when used to convert
1670  *      an OBJT_DEFAULT object into an OBJT_SWAP object.
1671  */
1672 static void
1673 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1674 {
1675         struct swblock *swap;
1676         struct swblock **pswap;
1677         int idx;
1678
1679         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1680         /*
1681          * Convert default object to swap object if necessary
1682          */
1683         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1684                 object->type = OBJT_SWAP;
1685                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1686
1687                 if (object->handle != NULL) {
1688                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1689                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1690                             NOBJLIST(object->handle),
1691                             object, 
1692                             pager_object_list
1693                         );
1694                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1695                 }
1696         }
1697         
1698         /*
1699          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1700          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1701          * and, since the hash table may have changed, retry.
1702          */
1703 retry:
1704         mtx_lock(&swhash_mtx);
1705         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1706
1707         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1708                 int i;
1709
1710                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1711                         goto done;
1712
1713                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT);
1714                 if (swap == NULL) {
1715                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1716                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1717                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone))
1718                                 printf("swap zone exhausted, increase kern.maxswzone\n");
1719                         VM_WAIT;
1720                         VM_OBJECT_LOCK(object);
1721                         goto retry;
1722                 }
1723
1724                 swap->swb_hnext = NULL;
1725                 swap->swb_object = object;
1726                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1727                 swap->swb_count = 0;
1728
1729                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1730
1731                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1732                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1733         }
1734
1735         /*
1736          * Delete prior contents of metadata
1737          */
1738         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1739
1740         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1741                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1742                 --swap->swb_count;
1743         }
1744
1745         /*
1746          * Enter block into metadata
1747          */
1748         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1749         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1750                 ++swap->swb_count;
1751 done:
1752         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1757  *
1758  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1759  *      returned to the swap bitmap.
1760  *
1761  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1762  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1763  *      with resident pages.
1764  *
1765  *      This routine must be called at splvm()
1766  */
1767 static void
1768 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1769 {
1770
1771         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1772         if (object->type != OBJT_SWAP)
1773                 return;
1774
1775         while (count > 0) {
1776                 struct swblock **pswap;
1777                 struct swblock *swap;
1778
1779                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1780                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1781
1782                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1783                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1784
1785                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1786                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1787                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1788                                         SWAPBLK_NONE;
1789                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1790                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1791                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1792                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1793                                 }
1794                         }
1795                         --count;
1796                         ++index;
1797                 } else {
1798                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1799                         count -= n;
1800                         index += n;
1801                 }
1802                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1803         }
1804 }
1805
1806 /*
1807  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1808  *
1809  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1810  *      an object.
1811  *
1812  *      This routine must be called at splvm()
1813  */
1814 static void
1815 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1816 {
1817         daddr_t index = 0;
1818
1819         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1820         if (object->type != OBJT_SWAP)
1821                 return;
1822
1823         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1824                 struct swblock **pswap;
1825                 struct swblock *swap;
1826
1827                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1828                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1829                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1830                         int i;
1831
1832                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1833                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1834                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1835                                         --swap->swb_count;
1836                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1837                                 }
1838                         }
1839                         if (swap->swb_count != 0)
1840                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1841                         *pswap = swap->swb_hnext;
1842                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1843                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1844                 }
1845                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1846                 index += SWAP_META_PAGES;
1847                 if (index > 0x20000000)
1848                         panic("swp_pager_meta_free_all: failed to locate all swap meta blocks");
1849         }
1850 }
1851
1852 /*
1853  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1854  *
1855  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1856  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1857  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1858  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1859  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
1860  *      meta-data swapblks.
1861  *
1862  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1863  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1864  *
1865  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
1866  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
1867  *      busy page.
1868  *
1869  *      This routine must be called at splvm().
1870  *
1871  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1872  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1873  */
1874 static daddr_t
1875 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1876 {
1877         struct swblock **pswap;
1878         struct swblock *swap;
1879         daddr_t r1;
1880         int idx;
1881
1882         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1883         /*
1884          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP 
1885          * and even then might not be allocated yet.
1886          */
1887         if (object->type != OBJT_SWAP)
1888                 return (SWAPBLK_NONE);
1889
1890         r1 = SWAPBLK_NONE;
1891         mtx_lock(&swhash_mtx);
1892         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1893
1894         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1895                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1896                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1897
1898                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1899                         if (flags & SWM_FREE) {
1900                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1901                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1902                         }
1903                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1904                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
1905                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1906                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1907                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1908                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1909                                 }
1910                         } 
1911                 }
1912         }
1913         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1914         return (r1);
1915 }
1916
1917 /*
1918  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
1919  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
1920  * if already swapping on this device.
1921  */
1922 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1923 struct swapon_args {
1924         char *name;
1925 };
1926 #endif
1927
1928 /* 
1929  * MPSAFE
1930  */
1931 /* ARGSUSED */
1932 int
1933 swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
1934 {
1935         struct vattr attr;
1936         struct vnode *vp;
1937         struct nameidata nd;
1938         int error;
1939
1940         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
1941         if (error)
1942                 return (error);
1943
1944         mtx_lock(&Giant);
1945         while (swdev_syscall_active)
1946             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
1947         swdev_syscall_active = 1;
1948
1949         /*
1950          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
1951          * memory of >1GB.
1952          */
1953         if (swap_zone == NULL) {
1954                 error = ENOMEM;
1955                 goto done;
1956         }
1957
1958         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
1959             uap->name, td);
1960         error = namei(&nd);
1961         if (error)
1962                 goto done;
1963
1964         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1965         vp = nd.ni_vp;
1966
1967         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
1968                 error = swapongeom(td, vp);
1969         } else if (vp->v_type == VREG &&
1970             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1971             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred, td)) == 0) {
1972                 /*
1973                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
1974                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
1975                  */
1976                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
1977         }
1978
1979         if (error)
1980                 vrele(vp);
1981 done:
1982         swdev_syscall_active = 0;
1983         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
1984         mtx_unlock(&Giant);
1985         return (error);
1986 }
1987
1988 static void
1989 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks, sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev)
1990 {
1991         struct swdevt *sp, *tsp;
1992         swblk_t dvbase;
1993         u_long mblocks;
1994
1995         /*
1996          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
1997          * tree bitmap code.
1998          */
1999         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2000         if (nblks > mblocks) {
2001                 printf("WARNING: reducing size to maximum of %lu blocks per swap unit\n",
2002                         mblocks);
2003                 nblks = mblocks;
2004         }
2005         /*
2006          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2007          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2008          * 
2009          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2010          */
2011         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2012         nblks = dbtoc(nblks);
2013
2014         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2015         sp->sw_vp = vp;
2016         sp->sw_id = id;
2017         sp->sw_dev = dev;
2018         sp->sw_flags = 0;
2019         sp->sw_nblks = nblks;
2020         sp->sw_used = 0;
2021         sp->sw_strategy = strategy;
2022         sp->sw_close = close;
2023
2024         sp->sw_blist = blist_create(nblks);
2025         /*
2026          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2027          * any bsd label at the front of the partition
2028          */
2029         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2030
2031         dvbase = 0;
2032         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2033         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2034                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2035                         /*
2036                          * We put one uncovered page between the devices
2037                          * in order to definitively prevent any cross-device
2038                          * I/O requests
2039                          */
2040                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2041                 }
2042         }
2043         sp->sw_first = dvbase;
2044         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2045         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2046         nswapdev++;
2047         swap_pager_avail += nblks;
2048         swp_sizecheck();
2049         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2050 }
2051
2052 /*
2053  * SYSCALL: swapoff(devname)
2054  *
2055  * Disable swapping on the given device.
2056  *
2057  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2058  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2059  * only to make this work.
2060  */
2061 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2062 struct swapoff_args {
2063         char *name;
2064 };
2065 #endif
2066
2067 /*
2068  * MPSAFE
2069  */
2070 /* ARGSUSED */
2071 int
2072 swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2073 {
2074         struct vnode *vp;
2075         struct nameidata nd;
2076         struct swdevt *sp;
2077         int error;
2078
2079         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2080         if (error)
2081                 return (error);
2082
2083         mtx_lock(&Giant);
2084         while (swdev_syscall_active)
2085             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2086         swdev_syscall_active = 1;
2087
2088         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2089             td);
2090         error = namei(&nd);
2091         if (error)
2092                 goto done;
2093         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2094         vp = nd.ni_vp;
2095
2096         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2097         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2098                 if (sp->sw_vp == vp)
2099                         break;
2100         }
2101         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2102         if (sp == NULL) {
2103                 error = EINVAL;
2104                 goto done;
2105         }
2106         error = swapoff_one(sp, td);
2107 done:
2108         swdev_syscall_active = 0;
2109         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2110         mtx_unlock(&Giant);
2111         return (error);
2112 }
2113
2114 static int
2115 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct thread *td)
2116 {
2117         u_long nblks, dvbase;
2118 #ifdef MAC
2119         int error;
2120 #endif
2121
2122         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2123 #ifdef MAC
2124         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2125         error = mac_check_system_swapoff(td->td_ucred, sp->sw_vp);
2126         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0, td);
2127         if (error != 0)
2128                 return (error);
2129 #endif
2130         nblks = sp->sw_nblks;
2131
2132         /*
2133          * We can turn off this swap device safely only if the
2134          * available virtual memory in the system will fit the amount
2135          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2136          * the system doesn't become critically low on swap space.
2137          */
2138         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2139             nblks + nswap_lowat) {
2140                 return (ENOMEM);
2141         }
2142
2143         /*
2144          * Prevent further allocations on this device.
2145          */
2146         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2147         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2148         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2149                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2150                      dvbase, dmmax);
2151         }
2152         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2153
2154         /*
2155          * Page in the contents of the device and close it.
2156          */
2157         swap_pager_swapoff(sp);
2158
2159         sp->sw_close(td, sp);
2160         sp->sw_id = NULL;
2161         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2162         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2163         nswapdev--;
2164         if (nswapdev == 0) {
2165                 swap_pager_full = 2;
2166                 swap_pager_almost_full = 1;
2167         }
2168         if (swdevhd == sp)
2169                 swdevhd = NULL;
2170         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2171         blist_destroy(sp->sw_blist);
2172         free(sp, M_VMPGDATA);
2173         return (0);
2174 }
2175
2176 void
2177 swapoff_all(void)
2178 {
2179         struct swdevt *sp, *spt;
2180         const char *devname;
2181         int error;
2182  
2183         mtx_lock(&Giant);
2184         while (swdev_syscall_active)
2185                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2186         swdev_syscall_active = 1;
2187  
2188         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2189         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2190                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2191                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2192                         devname = sp->sw_vp->v_rdev->si_name;
2193                 else
2194                         devname = "[file]";
2195                 error = swapoff_one(sp, &thread0);
2196                 if (error != 0) {
2197                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2198                             "skipping.\n", devname, error);
2199                 } else if (bootverbose) {
2200                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2201                 }
2202                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2203         }
2204         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2205  
2206         swdev_syscall_active = 0;
2207         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2208         mtx_unlock(&Giant);
2209 }
2210
2211 void
2212 swap_pager_status(int *total, int *used)
2213 {
2214         struct swdevt *sp;
2215
2216         *total = 0;
2217         *used = 0;
2218         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2219         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2220                 *total += sp->sw_nblks;
2221                 *used += sp->sw_used;
2222         }
2223         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2224 }
2225
2226 static int
2227 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2228 {
2229         int     *name = (int *)arg1;
2230         int     error, n;
2231         struct xswdev xs;
2232         struct swdevt *sp;
2233
2234         if (arg2 != 1) /* name length */
2235                 return (EINVAL);
2236
2237         n = 0;
2238         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2239         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2240                 if (n == *name) {
2241                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2242                         xs.xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2243                         xs.xsw_dev = sp->sw_dev;
2244                         xs.xsw_flags = sp->sw_flags;
2245                         xs.xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2246                         xs.xsw_used = sp->sw_used;
2247
2248                         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2249                         return (error);
2250                 }
2251                 n++;
2252         }
2253         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2254         return (ENOENT);
2255 }
2256
2257 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2258     "Number of swap devices");
2259 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2260     "Swap statistics by device");
2261
2262 /*
2263  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap useage in pages for a
2264  *                        vmspace.
2265  *
2266  *      The map must be locked.
2267  *
2268  *      Swap useage is determined by taking the proportional swap used by
2269  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2270  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2271  *      count for at least 1 swap page.
2272  */
2273 int
2274 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2275 {
2276         vm_map_t map = &vmspace->vm_map;
2277         vm_map_entry_t cur;
2278         int count = 0;
2279
2280         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2281                 vm_object_t object;
2282
2283                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2284                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2285                         VM_OBJECT_LOCK(object);
2286                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2287                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2288                                 int n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2289
2290                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2291                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2292                         }
2293                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2294                 }
2295         }
2296         return (count);
2297 }
2298
2299 /*
2300  * GEOM backend
2301  *
2302  * Swapping onto disk devices.
2303  *
2304  */
2305
2306 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2307
2308 static struct g_class g_swap_class = {
2309         .name = "SWAP",
2310         .version = G_VERSION,
2311         .orphan = swapgeom_orphan,
2312 };
2313
2314 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2315
2316
2317 static void
2318 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2319 {
2320         struct buf *bp;
2321
2322         bp = bp2->bio_caller2;
2323         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2324         if (bp2->bio_error)
2325                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2326         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2327         bp->b_error = bp2->bio_error;
2328         bufdone(bp);
2329         g_destroy_bio(bp2);
2330 }
2331
2332 static void
2333 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2334 {
2335         struct bio *bio;
2336         struct g_consumer *cp;
2337
2338         cp = sp->sw_id;
2339         if (cp == NULL) {
2340                 bp->b_error = ENXIO;
2341                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2342                 bufdone(bp);
2343                 return;
2344         }
2345         bio = g_alloc_bio();
2346 #if 0
2347         /*
2348          * XXX: We shouldn't really sleep here when we run out of buffers
2349          * XXX: but the alternative is worse right now.
2350          */
2351         if (bio == NULL) {
2352                 bp->b_error = ENOMEM;
2353                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2354                 bufdone(bp);
2355                 return;
2356         }
2357 #endif
2358         bio->bio_caller2 = bp;
2359         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2360         bio->bio_data = bp->b_data;
2361         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2362         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2363         bio->bio_done = swapgeom_done;
2364         g_io_request(bio, cp);
2365         return;
2366 }
2367
2368 static void
2369 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2370 {
2371         struct swdevt *sp;
2372
2373         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2374         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list)
2375                 if (sp->sw_id == cp)
2376                         sp->sw_id = NULL;
2377         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2378 }
2379
2380 static void
2381 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2382 {
2383         struct g_consumer *cp;
2384
2385         cp = arg;
2386         g_access(cp, -1, -1, 0);
2387         g_detach(cp);
2388         g_destroy_consumer(cp);
2389 }
2390
2391 static void
2392 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2393 {
2394
2395         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2396         g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, sw->sw_id, M_WAITOK, NULL);
2397 }
2398
2399
2400 struct swh0h0 {
2401         struct cdev *dev;
2402         struct vnode *vp;
2403         int     error;
2404 };
2405
2406 static void
2407 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2408 {
2409         struct swh0h0 *swh;
2410         struct g_provider *pp;
2411         struct g_consumer *cp;
2412         static struct g_geom *gp;
2413         struct swdevt *sp;
2414         u_long nblks;
2415         int error;
2416
2417         swh = arg;
2418         swh->error = 0;
2419         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2420         if (pp == NULL) {
2421                 swh->error = ENODEV;
2422                 return;
2423         }
2424         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2425         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2426                 cp = sp->sw_id;
2427                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2428                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2429                         swh->error = EBUSY;
2430                         return;
2431                 }
2432         }
2433         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2434         if (gp == NULL)
2435                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap", NULL);
2436         cp = g_new_consumer(gp);
2437         g_attach(cp, pp);
2438         /*
2439          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2440          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2441          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2442          * set an exclusive count :-(
2443          */
2444         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2445         if (error) {
2446                 g_detach(cp);
2447                 g_destroy_consumer(cp);
2448                 swh->error = error;
2449                 return;
2450         }
2451         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2452         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2453             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev));
2454         swh->error = 0;
2455         return;
2456 }
2457
2458 static int
2459 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2460 {
2461         int error;
2462         struct swh0h0 swh;
2463
2464         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2465
2466         swh.dev = vp->v_rdev;
2467         swh.vp = vp;
2468         swh.error = 0;
2469         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2470         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2471         if (!error)
2472                 error = swh.error;
2473         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2474         return (error);
2475 }
2476
2477 /*
2478  * VNODE backend
2479  *
2480  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2481  * with NFS) swapfiles.
2482  *
2483  */
2484
2485 static void
2486 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2487 {
2488         struct vnode *vp2;
2489
2490         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2491
2492         vp2 = sp->sw_id;
2493         vhold(vp2);
2494         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2495                 if (bp->b_bufobj)
2496                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2497                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2498         }
2499         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2500                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2501         bp->b_vp = vp2;
2502         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2503         bstrategy(bp);
2504         return;
2505 }
2506
2507 static void
2508 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2509 {
2510
2511         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2512         vrele(sp->sw_vp);
2513 }
2514
2515
2516 static int
2517 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2518 {
2519         struct swdevt *sp;
2520         int error;
2521
2522         if (nblks == 0)
2523                 return (ENXIO);
2524         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2525         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2526                 if (sp->sw_id == vp) {
2527                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2528                         return (EBUSY);
2529                 }
2530         }
2531         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2532     
2533         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2534 #ifdef MAC
2535         error = mac_check_system_swapon(td->td_ucred, vp);
2536         if (error == 0)
2537 #endif
2538                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2539         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2540         if (error)
2541                 return (error);
2542
2543         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2544             NODEV);
2545         return (0);
2546 }