]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Update llvm/clang to r242221.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_swap.h"
73 #include "opt_vm.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/conf.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/bio.h>
82 #include <sys/buf.h>
83 #include <sys/disk.h>
84 #include <sys/fcntl.h>
85 #include <sys/mount.h>
86 #include <sys/namei.h>
87 #include <sys/vnode.h>
88 #include <sys/malloc.h>
89 #include <sys/racct.h>
90 #include <sys/resource.h>
91 #include <sys/resourcevar.h>
92 #include <sys/rwlock.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/sysproto.h>
95 #include <sys/blist.h>
96 #include <sys/lock.h>
97 #include <sys/sx.h>
98 #include <sys/vmmeter.h>
99
100 #include <security/mac/mac_framework.h>
101
102 #include <vm/vm.h>
103 #include <vm/pmap.h>
104 #include <vm/vm_map.h>
105 #include <vm/vm_kern.h>
106 #include <vm/vm_object.h>
107 #include <vm/vm_page.h>
108 #include <vm/vm_pager.h>
109 #include <vm/vm_pageout.h>
110 #include <vm/vm_param.h>
111 #include <vm/swap_pager.h>
112 #include <vm/vm_extern.h>
113 #include <vm/uma.h>
114
115 #include <geom/geom.h>
116
117 /*
118  * SWB_NPAGES must be a power of 2.  It may be set to 1, 2, 4, 8, 16
119  * or 32 pages per allocation.
120  * The 32-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
121  */
122 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
123 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
124 #endif
125
126 #if !defined(SWB_NPAGES)
127 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
128 #endif
129
130 /*
131  * The swblock structure maps an object and a small, fixed-size range
132  * of page indices to disk addresses within a swap area.
133  * The collection of these mappings is implemented as a hash table.
134  * Unused disk addresses within a swap area are allocated and managed
135  * using a blist.
136  */
137 #define SWCORRECT(n) (sizeof(void *) * (n) / sizeof(daddr_t))
138 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
139 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
140
141 struct swblock {
142         struct swblock  *swb_hnext;
143         vm_object_t     swb_object;
144         vm_pindex_t     swb_index;
145         int             swb_count;
146         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
147 };
148
149 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
150 static struct mtx sw_dev_mtx;
151 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
152 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
153 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
154 int swap_pager_avail;
155 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
156
157 static vm_ooffset_t swap_total;
158 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
159     "Total amount of available swap storage.");
160 static vm_ooffset_t swap_reserved;
161 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
162     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
163 static int overcommit = 0;
164 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
165     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
166     "for details.");
167 static unsigned long swzone;
168 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
169     "Actual size of swap metadata zone");
170 static unsigned long swap_maxpages;
171 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
172     "Maximum amount of swap supported");
173
174 /* bits from overcommit */
175 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
176 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
177 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
178
179 int
180 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
181 {
182
183         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
184 }
185
186 int
187 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
188 {
189         vm_ooffset_t r, s;
190         int res, error;
191         static int curfail;
192         static struct timeval lastfail;
193         struct uidinfo *uip;
194
195         uip = cred->cr_ruidinfo;
196
197         if (incr & PAGE_MASK)
198                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
199
200 #ifdef RACCT
201         if (racct_enable) {
202                 PROC_LOCK(curproc);
203                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
204                 PROC_UNLOCK(curproc);
205                 if (error != 0)
206                         return (0);
207         }
208 #endif
209
210         res = 0;
211         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
212         r = swap_reserved + incr;
213         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
214                 s = vm_cnt.v_page_count - vm_cnt.v_free_reserved - vm_cnt.v_wire_count;
215                 s *= PAGE_SIZE;
216         } else
217                 s = 0;
218         s += swap_total;
219         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
220             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
221                 res = 1;
222                 swap_reserved = r;
223         }
224         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
225
226         if (res) {
227                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
228                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
229                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curthread, RLIMIT_SWAP) &&
230                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
231                         res = 0;
232                 else
233                         uip->ui_vmsize += incr;
234                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
235                 if (!res) {
236                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
237                         swap_reserved -= incr;
238                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
239                 }
240         }
241         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
242                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
243                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
244         }
245
246 #ifdef RACCT
247         if (!res) {
248                 PROC_LOCK(curproc);
249                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
250                 PROC_UNLOCK(curproc);
251         }
252 #endif
253
254         return (res);
255 }
256
257 void
258 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
259 {
260         struct uidinfo *uip;
261
262         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
263         swap_reserved += incr;
264         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
265
266 #ifdef RACCT
267         PROC_LOCK(curproc);
268         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
269         PROC_UNLOCK(curproc);
270 #endif
271
272         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
273         PROC_LOCK(curproc);
274         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
275         uip->ui_vmsize += incr;
276         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
277         PROC_UNLOCK(curproc);
278 }
279
280 void
281 swap_release(vm_ooffset_t decr)
282 {
283         struct ucred *cred;
284
285         PROC_LOCK(curproc);
286         cred = curthread->td_ucred;
287         swap_release_by_cred(decr, cred);
288         PROC_UNLOCK(curproc);
289 }
290
291 void
292 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
293 {
294         struct uidinfo *uip;
295
296         uip = cred->cr_ruidinfo;
297
298         if (decr & PAGE_MASK)
299                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
300
301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
302         if (swap_reserved < decr)
303                 panic("swap_reserved < decr");
304         swap_reserved -= decr;
305         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
306
307         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
308         if (uip->ui_vmsize < decr)
309                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
310         uip->ui_vmsize -= decr;
311         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
312
313         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
314 }
315
316 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
317
318 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
319 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
320
321 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
322 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
323 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
324 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
325 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
326 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
327 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
328
329 static int sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
330 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, swap_async_max, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW,
331     NULL, 0, sysctl_swap_async_max, "I", "Maximum running async swap ops");
332
333 static struct swblock **swhash;
334 static int swhash_mask;
335 static struct mtx swhash_mtx;
336
337 static struct sx sw_alloc_sx;
338
339 /*
340  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
341  * of searching a named list by hashing it just a little.
342  */
343
344 #define NOBJLISTS               8
345
346 #define NOBJLIST(handle)        \
347         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
348
349 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */
350 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
351 static uma_zone_t       swap_zone;
352
353 /*
354  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
355  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
356  * (see vm/swap_pager.h).
357  */
358 static vm_object_t
359                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
360                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
361 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
362 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
363 static int      swap_pager_getpages_async(vm_object_t, vm_page_t *, int, int,
364     pgo_getpages_iodone_t, void *);
365 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
366 static boolean_t
367                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
368 static void     swap_pager_init(void);
369 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
370 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
371
372 struct pagerops swappagerops = {
373         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
374         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
375         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
376         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
377         .pgo_getpages_async = swap_pager_getpages_async, /* pagein (async)              */
378         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
379         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
380         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
381 };
382
383 /*
384  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
385  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
386  *
387  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
388  * internal.
389  */
390 static int dmmax;
391 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
392 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
393
394 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
395         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
396
397 static void     swp_sizecheck(void);
398 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
399 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
400 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
401 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
402
403 /*
404  * Swap bitmap functions
405  */
406 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
407 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
408
409 /*
410  * Metadata functions
411  */
412 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
413 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
414 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
415 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
416 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
417
418 static void
419 swp_pager_free_nrpage(vm_page_t m)
420 {
421
422         vm_page_lock(m);
423         if (m->wire_count == 0)
424                 vm_page_free(m);
425         vm_page_unlock(m);
426 }
427
428 /*
429  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
430  *
431  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
432  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
433  *
434  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
435  *
436  *      No restrictions on call
437  *      This routine may not block.
438  */
439 static void
440 swp_sizecheck(void)
441 {
442
443         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
444                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
445                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
446                         swap_pager_almost_full = 1;
447                 }
448         } else {
449                 swap_pager_full = 0;
450                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
451                         swap_pager_almost_full = 0;
452         }
453 }
454
455 /*
456  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
457  *
458  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
459  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
460  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
461  *      find a swapblk.
462  */
463 static struct swblock **
464 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
465 {
466         struct swblock **pswap;
467         struct swblock *swap;
468
469         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
470         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
471         while ((swap = *pswap) != NULL) {
472                 if (swap->swb_object == object &&
473                     swap->swb_index == index
474                 ) {
475                         break;
476                 }
477                 pswap = &swap->swb_hnext;
478         }
479         return (pswap);
480 }
481
482 /*
483  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
484  *
485  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
486  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
487  *      system has yet to be initialized at this point.
488  */
489 static void
490 swap_pager_init(void)
491 {
492         /*
493          * Initialize object lists
494          */
495         int i;
496
497         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
498                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
499         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
500         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
501
502         /*
503          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
504          */
505         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
506 }
507
508 /*
509  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
510  *
511  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
512  *      its main loop.
513  */
514 void
515 swap_pager_swap_init(void)
516 {
517         unsigned long n, n2;
518
519         /*
520          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
521          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
522          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
523          * but it isn't very efficient).
524          *
525          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
526          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
527          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
528          * constrained by the swap device interleave stripe size.
529          *
530          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
531          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
532          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
533          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
534          * a higher value would probably generate only a limited improvement
535          * with three or four active swap devices since the system does not
536          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
537          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
538          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
539          * So it all works out pretty well.
540          */
541         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
542
543         mtx_lock(&pbuf_mtx);
544         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
545         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
546         nsw_wcount_async = 4;
547         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
548         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
549
550         /*
551          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
552          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
553          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
554          * is typically limited to around 32MB by default.
555          */
556         n = vm_cnt.v_page_count / 2;
557         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
558                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
559         n2 = n;
560         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
561             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
562         if (swap_zone == NULL)
563                 panic("failed to create swap_zone.");
564         do {
565                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
566                         break;
567                 /*
568                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
569                  * size of the previous attempt.
570                  */
571                 n -= ((n + 2) / 3);
572         } while (n > 0);
573         if (n2 != n)
574                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
575         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
576         swzone = n * sizeof(struct swblock);
577         n2 = n;
578
579         /*
580          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
581          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
582          * oversized hash table.
583          *
584          *      n:              size of hash table, must be power of 2
585          *      swhash_mask:    hash table index mask
586          */
587         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
588                 ;
589         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
590         swhash_mask = n - 1;
591         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
592 }
593
594 /*
595  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
596  *                      its metadata structures.
597  *
598  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
599  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
600  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
601  *
602  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
603  *      object lookup race, so we must interlock.
604  *
605  * MPSAFE
606  */
607 static vm_object_t
608 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
609     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
610 {
611         vm_object_t object;
612         vm_pindex_t pindex;
613
614         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
615         if (handle) {
616                 mtx_lock(&Giant);
617                 /*
618                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
619                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
620                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
621                  * of the handle.
622                  */
623                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
624                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
625                 if (object == NULL) {
626                         if (cred != NULL) {
627                                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred)) {
628                                         sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
629                                         mtx_unlock(&Giant);
630                                         return (NULL);
631                                 }
632                                 crhold(cred);
633                         }
634                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
635                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
636                         object->handle = handle;
637                         if (cred != NULL) {
638                                 object->cred = cred;
639                                 object->charge = size;
640                         }
641                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
642                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
643                 }
644                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
645                 mtx_unlock(&Giant);
646         } else {
647                 if (cred != NULL) {
648                         if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
649                                 return (NULL);
650                         crhold(cred);
651                 }
652                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
653                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
654                 if (cred != NULL) {
655                         object->cred = cred;
656                         object->charge = size;
657                 }
658                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
659                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
660         }
661         return (object);
662 }
663
664 /*
665  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
666  *
667  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
668  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
669  *      routine is typically called only when the entire object is
670  *      about to be destroyed.
671  *
672  *      The object must be locked.
673  */
674 static void
675 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
676 {
677
678         /*
679          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
680          * pageout completion.
681          */
682         if (object->handle != NULL) {
683                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
684                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
685                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
686         }
687
688         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
689         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
690
691         /*
692          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
693          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
694          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
695          * if paging is still in progress on some objects.
696          */
697         swp_pager_meta_free_all(object);
698         object->handle = NULL;
699         object->type = OBJT_DEAD;
700 }
701
702 /************************************************************************
703  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
704  ************************************************************************/
705
706 /*
707  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
708  *
709  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
710  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
711  *      if the allocation failed.
712  *
713  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
714  *      when they configured swap and didn't configure enough.
715  *
716  *      This routine may not sleep.
717  *
718  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
719  */
720 static daddr_t
721 swp_pager_getswapspace(int npages)
722 {
723         daddr_t blk;
724         struct swdevt *sp;
725         int i;
726
727         blk = SWAPBLK_NONE;
728         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
729         sp = swdevhd;
730         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
731                 if (sp == NULL)
732                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
733                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
734                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
735                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
736                                 blk += sp->sw_first;
737                                 sp->sw_used += npages;
738                                 swap_pager_avail -= npages;
739                                 swp_sizecheck();
740                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
741                                 goto done;
742                         }
743                 }
744                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
745         }
746         if (swap_pager_full != 2) {
747                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
748                 swap_pager_full = 2;
749                 swap_pager_almost_full = 1;
750         }
751         swdevhd = NULL;
752 done:
753         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
754         return (blk);
755 }
756
757 static int
758 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
759 {
760
761         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
762 }
763
764 static void
765 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
766 {
767         struct swdevt *sp;
768
769         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
770         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
771                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
772                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
773                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
774                             unmapped_buf_allowed) {
775                                 bp->b_data = unmapped_buf;
776                                 bp->b_offset = 0;
777                         } else {
778                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
779                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
780                         }
781                         sp->sw_strategy(bp, sp);
782                         return;
783                 }
784         }
785         panic("Swapdev not found");
786 }
787
788
789 /*
790  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
791  *
792  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
793  *
794  *      This routine may not sleep.
795  */
796 static void
797 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
798 {
799         struct swdevt *sp;
800
801         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
802         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
803                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
804                         sp->sw_used -= npages;
805                         /*
806                          * If we are attempting to stop swapping on
807                          * this device, we don't want to mark any
808                          * blocks free lest they be reused.
809                          */
810                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
811                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
812                                     npages);
813                                 swap_pager_avail += npages;
814                                 swp_sizecheck();
815                         }
816                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
817                         return;
818                 }
819         }
820         panic("Swapdev not found");
821 }
822
823 /*
824  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
825  *                              range within an object.
826  *
827  *      This is a globally accessible routine.
828  *
829  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
830  *
831  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
832  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
833  *      we should be ok.
834  *
835  *      The object must be locked.
836  */
837 void
838 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
839 {
840
841         swp_pager_meta_free(object, start, size);
842 }
843
844 /*
845  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
846  *
847  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
848  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
849  *
850  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
851  */
852 int
853 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
854 {
855         int n = 0;
856         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
857         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
858
859         VM_OBJECT_WLOCK(object);
860         while (size) {
861                 if (n == 0) {
862                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
863                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
864                                 n >>= 1;
865                                 if (n == 0) {
866                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
867                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
868                                         return (-1);
869                                 }
870                         }
871                 }
872                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
873                 --size;
874                 ++start;
875                 ++blk;
876                 --n;
877         }
878         swp_pager_meta_free(object, start, n);
879         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
880         return (0);
881 }
882
883 /*
884  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
885  *                      and destroy the source.
886  *
887  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
888  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
889  *      we keep the destination's.
890  *
891  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
892  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
893  *      progress on the source.
894  *
895  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
896  *
897  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
898  *
899  *      The source and destination objects must be locked.
900  *      Both object locks may temporarily be released.
901  */
902 void
903 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
904     vm_pindex_t offset, int destroysource)
905 {
906         vm_pindex_t i;
907
908         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
909         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
910
911         /*
912          * If destroysource is set, we remove the source object from the
913          * swap_pager internal queue now.
914          */
915         if (destroysource) {
916                 if (srcobject->handle != NULL) {
917                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
918                         TAILQ_REMOVE(
919                             NOBJLIST(srcobject->handle),
920                             srcobject,
921                             pager_object_list
922                         );
923                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
924                 }
925         }
926
927         /*
928          * transfer source to destination.
929          */
930         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
931                 daddr_t dstaddr;
932
933                 /*
934                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
935                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
936                  * if the destination is a resident page, in which case the
937                  * source is thrown away.
938                  */
939                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
940
941                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
942                         /*
943                          * Destination has no swapblk and is not resident,
944                          * copy source.
945                          */
946                         daddr_t srcaddr;
947
948                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
949                             srcobject,
950                             i + offset,
951                             SWM_POP
952                         );
953
954                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
955                                 /*
956                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
957                                  */
958                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
959                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
960                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
961                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
962                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
963                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
964                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
965                         }
966                 } else {
967                         /*
968                          * Destination has valid swapblk or it is represented
969                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
970                          */
971
972                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
973                 }
974         }
975
976         /*
977          * Free left over swap blocks in source.
978          *
979          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
980          * double-remove the object from the swap queues.
981          */
982         if (destroysource) {
983                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
984                 /*
985                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
986                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
987                  * for consistency since we've removed the object from its
988                  * queues.
989                  */
990                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
991         }
992 }
993
994 /*
995  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
996  *                              the requested page.
997  *
998  *      We determine whether good backing store exists for the requested
999  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
1000  *
1001  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
1002  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
1003  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
1004  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
1005  *      doing here.
1006  */
1007 static boolean_t
1008 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
1009 {
1010         daddr_t blk0;
1011
1012         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1013         /*
1014          * do we have good backing store at the requested index ?
1015          */
1016         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1017
1018         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1019                 if (before)
1020                         *before = 0;
1021                 if (after)
1022                         *after = 0;
1023                 return (FALSE);
1024         }
1025
1026         /*
1027          * find backwards-looking contiguous good backing store
1028          */
1029         if (before != NULL) {
1030                 int i;
1031
1032                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1033                         daddr_t blk;
1034
1035                         if (i > pindex)
1036                                 break;
1037                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1038                         if (blk != blk0 - i)
1039                                 break;
1040                 }
1041                 *before = (i - 1);
1042         }
1043
1044         /*
1045          * find forward-looking contiguous good backing store
1046          */
1047         if (after != NULL) {
1048                 int i;
1049
1050                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1051                         daddr_t blk;
1052
1053                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1054                         if (blk != blk0 + i)
1055                                 break;
1056                 }
1057                 *after = (i - 1);
1058         }
1059         return (TRUE);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1064  *
1065  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1066  *      not, from the page.
1067  *
1068  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1069  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1070  *      calls us in a special-case situation
1071  *
1072  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1073  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1074  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1075  *      depends on it.
1076  *
1077  *      This routine may not sleep.
1078  *
1079  *      The object containing the page must be locked.
1080  */
1081 static void
1082 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1083 {
1084
1085         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1086 }
1087
1088 /*
1089  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
1090  *
1091  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
1092  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1093  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1094  *      belongs to the same object.
1095  *
1096  *      The code is designed for asynchronous operation and
1097  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1098  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1099  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1100  *
1101  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1102  *      calling us and we should return with the same.
1103  *
1104  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1105  *      left busy, but the others adjusted.
1106  */
1107 static int
1108 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
1109 {
1110         struct buf *bp;
1111         vm_page_t mreq;
1112         int i;
1113         int j;
1114         daddr_t blk;
1115
1116         mreq = m[reqpage];
1117
1118         /*
1119          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1120          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
1121          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
1122          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the
1123          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1124          *
1125          * The swp_*() calls must be made with the object locked.
1126          */
1127         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1128
1129         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1130                 daddr_t iblk;
1131
1132                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1133                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1134                         break;
1135         }
1136         ++i;
1137
1138         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1139                 daddr_t jblk;
1140
1141                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1142                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1143                         break;
1144         }
1145
1146         /*
1147          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1148          * mreq, it must remain busy throughout.
1149          */
1150         if (0 < i || j < count) {
1151                 int k;
1152
1153                 for (k = 0; k < i; ++k)
1154                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1155                 for (k = j; k < count; ++k)
1156                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1157         }
1158
1159         /*
1160          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq
1161          * still busy, but the others unbusied.
1162          */
1163         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1164                 return (VM_PAGER_FAIL);
1165
1166         /*
1167          * Getpbuf() can sleep.
1168          */
1169         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1170         /*
1171          * Get a swap buffer header to perform the IO
1172          */
1173         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1174         bp->b_flags |= B_PAGING;
1175
1176         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1177         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1178         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1179         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1180         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1181         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1182         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1183         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1184
1185         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1186         {
1187                 int k;
1188
1189                 for (k = i; k < j; ++k) {
1190                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1191                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1192                 }
1193         }
1194         bp->b_npages = j - i;
1195
1196         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1197         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1198
1199         /*
1200          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1201          * does not remove it.
1202          */
1203         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1204         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1205
1206         /*
1207          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1208          * this point because we automatically release it on completion.
1209          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1210          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1211          *
1212          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1213          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1214          *
1215          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1216          */
1217         BUF_KERNPROC(bp);
1218         swp_pager_strategy(bp);
1219
1220         /*
1221          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1222          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1223          * is set in the meta-data.
1224          */
1225         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1226         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1227                 mreq->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1228                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1229                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1230                     "swread", hz * 20)) {
1231                         printf(
1232 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1233                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1234                 }
1235         }
1236
1237         /*
1238          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1239          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1240          * not be valid.
1241          */
1242         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1243                 return (VM_PAGER_ERROR);
1244         } else {
1245                 return (VM_PAGER_OK);
1246         }
1247
1248         /*
1249          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1250          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1251          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1252          * to all-zero's later.
1253          */
1254 }
1255
1256 /*
1257  *      swap_pager_getpages_async():
1258  *
1259  *      Right now this is emulation of asynchronous operation on top of
1260  *      swap_pager_getpages().
1261  */
1262 static int
1263 swap_pager_getpages_async(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1264     int reqpage, pgo_getpages_iodone_t iodone, void *arg)
1265 {
1266         int r, error;
1267
1268         r = swap_pager_getpages(object, m, count, reqpage);
1269         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1270         switch (r) {
1271         case VM_PAGER_OK:
1272                 error = 0;
1273                 break;
1274         case VM_PAGER_ERROR:
1275                 error = EIO;
1276                 break;
1277         case VM_PAGER_FAIL:
1278                 error = EINVAL;
1279                 break;
1280         default:
1281                 panic("unhandled swap_pager_getpages() error %d", r);
1282         }
1283         (iodone)(arg, m, count, error);
1284         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1285
1286         return (r);
1287 }
1288
1289 /*
1290  *      swap_pager_putpages:
1291  *
1292  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1293  *
1294  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1295  *      are automatically converted to SWAP objects.
1296  *
1297  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1298  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1299  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1300  *      which needs work.
1301  *
1302  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1303  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1304  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1305  *      completion.
1306  *
1307  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1308  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1309  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1310  */
1311 void
1312 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1313     int flags, int *rtvals)
1314 {
1315         int i, n;
1316         boolean_t sync;
1317
1318         if (count && m[0]->object != object) {
1319                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1320                     object,
1321                     m[0]->object
1322                 );
1323         }
1324
1325         /*
1326          * Step 1
1327          *
1328          * Turn object into OBJT_SWAP
1329          * check for bogus sysops
1330          * force sync if not pageout process
1331          */
1332         if (object->type != OBJT_SWAP)
1333                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1334         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1335
1336         n = 0;
1337         if (curproc != pageproc)
1338                 sync = TRUE;
1339         else
1340                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1341
1342         /*
1343          * Step 2
1344          *
1345          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1346          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1347          * successfully.
1348          */
1349         for (i = 0; i < count; i += n) {
1350                 int j;
1351                 struct buf *bp;
1352                 daddr_t blk;
1353
1354                 /*
1355                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1356                  */
1357                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1358                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1359
1360                 /*
1361                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1362                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1363                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1364                  * fragment swap.
1365                  */
1366                 while (
1367                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1368                     n > 4
1369                 ) {
1370                         n >>= 1;
1371                 }
1372                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1373                         for (j = 0; j < n; ++j)
1374                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1375                         continue;
1376                 }
1377
1378                 /*
1379                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1380                  * request and assign the swap space.
1381                  */
1382                 if (sync == TRUE) {
1383                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1384                 } else {
1385                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1386                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1387                 }
1388                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1389                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1390
1391                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1392                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1393                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1394                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1395                 bp->b_blkno = blk;
1396
1397                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1398                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1399                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1400
1401                         swp_pager_meta_build(
1402                             mreq->object,
1403                             mreq->pindex,
1404                             blk + j
1405                         );
1406                         vm_page_dirty(mreq);
1407                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1408
1409                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1410                         bp->b_pages[j] = mreq;
1411                 }
1412                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1413                 bp->b_npages = n;
1414                 /*
1415                  * Must set dirty range for NFS to work.
1416                  */
1417                 bp->b_dirtyoff = 0;
1418                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1419
1420                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1421                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1422
1423                 /*
1424                  * asynchronous
1425                  *
1426                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1427                  */
1428                 if (sync == FALSE) {
1429                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1430                         BUF_KERNPROC(bp);
1431                         swp_pager_strategy(bp);
1432
1433                         for (j = 0; j < n; ++j)
1434                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1435                         /* restart outter loop */
1436                         continue;
1437                 }
1438
1439                 /*
1440                  * synchronous
1441                  *
1442                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1443                  */
1444                 bp->b_iodone = bdone;
1445                 swp_pager_strategy(bp);
1446
1447                 /*
1448                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1449                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1450                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1451                  * double-free.
1452                  */
1453                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1454                 for (j = 0; j < n; ++j)
1455                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1456                 /*
1457                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1458                  * normal async completion, which frees everything up.
1459                  */
1460                 swp_pager_async_iodone(bp);
1461         }
1462         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1463 }
1464
1465 /*
1466  *      swp_pager_async_iodone:
1467  *
1468  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1469  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1470  *
1471  *      This routine may not sleep.
1472  */
1473 static void
1474 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1475 {
1476         int i;
1477         vm_object_t object = NULL;
1478
1479         /*
1480          * report error
1481          */
1482         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1483                 printf(
1484                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1485                         "size %ld, error %d\n",
1486                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1487                     (long)bp->b_blkno,
1488                     (long)bp->b_bcount,
1489                     bp->b_error
1490                 );
1491         }
1492
1493         /*
1494          * remove the mapping for kernel virtual
1495          */
1496         if (buf_mapped(bp))
1497                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1498         else
1499                 bp->b_data = bp->b_kvabase;
1500
1501         if (bp->b_npages) {
1502                 object = bp->b_pages[0]->object;
1503                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1504         }
1505
1506         /*
1507          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1508          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1509          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1510          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1511          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1512          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1513          */
1514         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1515                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1516
1517                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1518                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1519                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1520                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1521                 }
1522
1523                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1524                         /*
1525                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1526                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1527                          * can never be used again.  But I can't from an
1528                          * interrupt.
1529                          */
1530                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1531                                 /*
1532                                  * When reading, reqpage needs to stay
1533                                  * locked for the parent, but all other
1534                                  * pages can be freed.  We still want to
1535                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1536                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and
1537                                  * not match anything ).
1538                                  *
1539                                  * We have to wake specifically requested pages
1540                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1541                                  * someone may be waiting for that.
1542                                  *
1543                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1544                                  * be overridden by the original caller of
1545                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1546                                  */
1547                                 m->valid = 0;
1548                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1549                                         swp_pager_free_nrpage(m);
1550                                 else {
1551                                         vm_page_lock(m);
1552                                         vm_page_flash(m);
1553                                         vm_page_unlock(m);
1554                                 }
1555                                 /*
1556                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake
1557                                  * the page up.  The caller needs to.
1558                                  */
1559                         } else {
1560                                 /*
1561                                  * If a write error occurs, reactivate page
1562                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1563                                  * then finish the I/O.
1564                                  */
1565                                 vm_page_dirty(m);
1566                                 vm_page_lock(m);
1567                                 vm_page_activate(m);
1568                                 vm_page_unlock(m);
1569                                 vm_page_sunbusy(m);
1570                         }
1571                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1572                         /*
1573                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1574                          * overridden by the original caller of getpages so
1575                          * we cannot set them in order to free the underlying
1576                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1577                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1578                          * that existed in the old swapper for a time before
1579                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1580                          *
1581                          * If not the requested page then deactivate it.
1582                          *
1583                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1584                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1585                          * other pages are released (unbusied) by
1586                          * vm_page_xunbusy().
1587                          */
1588                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1589                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1590                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1591                         KASSERT(m->dirty == 0,
1592                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1593
1594                         /*
1595                          * We have to wake specifically requested pages
1596                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1597                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1598                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1599                          * requested page - getpages expects it to be
1600                          * left busy.
1601                          */
1602                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1603                                 vm_page_lock(m);
1604                                 vm_page_deactivate(m);
1605                                 vm_page_unlock(m);
1606                                 vm_page_xunbusy(m);
1607                         } else {
1608                                 vm_page_lock(m);
1609                                 vm_page_flash(m);
1610                                 vm_page_unlock(m);
1611                         }
1612                 } else {
1613                         /*
1614                          * For write success, clear the dirty
1615                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1616                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1617                          */
1618                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1619                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1620                             " protected", m));
1621                         vm_page_undirty(m);
1622                         vm_page_sunbusy(m);
1623                         if (vm_page_count_severe()) {
1624                                 vm_page_lock(m);
1625                                 vm_page_try_to_cache(m);
1626                                 vm_page_unlock(m);
1627                         }
1628                 }
1629         }
1630
1631         /*
1632          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1633          * pip refs on the object.
1634          */
1635         if (object != NULL) {
1636                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1637                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1638         }
1639
1640         /*
1641          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1642          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1643          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1644          */
1645         if (bp->b_vp) {
1646                     bp->b_vp = NULL;
1647                     bp->b_bufobj = NULL;
1648         }
1649         /*
1650          * release the physical I/O buffer
1651          */
1652         relpbuf(
1653             bp,
1654             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1655                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1656                     &nsw_wcount_async :
1657                     &nsw_wcount_sync
1658                 )
1659             )
1660         );
1661 }
1662
1663 /*
1664  *      swap_pager_isswapped:
1665  *
1666  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1667  *      out to the given swap device.
1668  *
1669  *      This routine may not sleep.
1670  */
1671 int
1672 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1673 {
1674         daddr_t index = 0;
1675         int bcount;
1676         int i;
1677
1678         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1679         if (object->type != OBJT_SWAP)
1680                 return (0);
1681
1682         mtx_lock(&swhash_mtx);
1683         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1684                 struct swblock *swap;
1685
1686                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1687                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1688                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1689                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1690                                         return (1);
1691                                 }
1692                         }
1693                 }
1694                 index += SWAP_META_PAGES;
1695         }
1696         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1697         return (0);
1698 }
1699
1700 /*
1701  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1702  *
1703  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1704  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1705  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1706  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1707  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1708  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1709  *      paged in.
1710  *
1711  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1712  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1713  */
1714 static inline void
1715 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1716 {
1717         vm_page_t m;
1718
1719         vm_object_pip_add(object, 1);
1720         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1721         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1722                 vm_object_pip_wakeup(object);
1723                 vm_page_dirty(m);
1724                 vm_page_lock(m);
1725                 vm_page_activate(m);
1726                 vm_page_unlock(m);
1727                 vm_page_xunbusy(m);
1728                 vm_pager_page_unswapped(m);
1729                 return;
1730         }
1731
1732         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1733                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1734         vm_object_pip_wakeup(object);
1735         vm_page_dirty(m);
1736         vm_page_lock(m);
1737         vm_page_deactivate(m);
1738         vm_page_unlock(m);
1739         vm_page_xunbusy(m);
1740         vm_pager_page_unswapped(m);
1741 }
1742
1743 /*
1744  *      swap_pager_swapoff:
1745  *
1746  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1747  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1748  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1749  *      There may be no processes swapped out to the device.
1750  *
1751  *      This routine may block.
1752  */
1753 static void
1754 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1755 {
1756         struct swblock *swap;
1757         int i, j, retries;
1758
1759         GIANT_REQUIRED;
1760
1761         retries = 0;
1762 full_rescan:
1763         mtx_lock(&swhash_mtx);
1764         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1765 restart:
1766                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1767                         vm_object_t object = swap->swb_object;
1768                         vm_pindex_t pindex = swap->swb_index;
1769                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1770                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp)) {
1771                                         /* avoid deadlock */
1772                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1773                                                 break;
1774                                         } else {
1775                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1776                                                 swp_pager_force_pagein(object,
1777                                                     pindex + j);
1778                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1779                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1780                                                 goto restart;
1781                                         }
1782                                 }
1783                         }
1784                 }
1785         }
1786         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1787         if (sp->sw_used) {
1788                 /*
1789                  * Objects may be locked or paging to the device being
1790                  * removed, so we will miss their pages and need to
1791                  * make another pass.  We have marked this device as
1792                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1793                  */
1794                 retries++;
1795                 if (retries > 100) {
1796                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1797                             sp->sw_used);
1798                 }
1799                 pause("swpoff", hz / 20);
1800                 goto full_rescan;
1801         }
1802 }
1803
1804 /************************************************************************
1805  *                              SWAP META DATA                          *
1806  ************************************************************************
1807  *
1808  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1809  *      OBJT_SWAP object.
1810  *
1811  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1812  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1813  *      appropriate tracking counters.
1814  */
1815
1816 /*
1817  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1818  *
1819  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1820  *      object.
1821  *
1822  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1823  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1824  *      assigned swapblk is freed.
1825  */
1826 static void
1827 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1828 {
1829         static volatile int exhausted;
1830         struct swblock *swap;
1831         struct swblock **pswap;
1832         int idx;
1833
1834         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1835         /*
1836          * Convert default object to swap object if necessary
1837          */
1838         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1839                 object->type = OBJT_SWAP;
1840                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1841
1842                 if (object->handle != NULL) {
1843                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1844                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1845                             NOBJLIST(object->handle),
1846                             object,
1847                             pager_object_list
1848                         );
1849                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1850                 }
1851         }
1852
1853         /*
1854          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1855          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1856          * and, since the hash table may have changed, retry.
1857          */
1858 retry:
1859         mtx_lock(&swhash_mtx);
1860         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1861
1862         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1863                 int i;
1864
1865                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1866                         goto done;
1867
1868                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1869                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1870                 if (swap == NULL) {
1871                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1872                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1873                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1874                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1875                                         printf("swap zone exhausted, "
1876                                             "increase kern.maxswzone\n");
1877                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1878                                 pause("swzonex", 10);
1879                         } else
1880                                 VM_WAIT;
1881                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1882                         goto retry;
1883                 }
1884
1885                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1886                         printf("swap zone ok\n");
1887
1888                 swap->swb_hnext = NULL;
1889                 swap->swb_object = object;
1890                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1891                 swap->swb_count = 0;
1892
1893                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1894
1895                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1896                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1897         }
1898
1899         /*
1900          * Delete prior contents of metadata
1901          */
1902         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1903
1904         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1905                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1906                 --swap->swb_count;
1907         }
1908
1909         /*
1910          * Enter block into metadata
1911          */
1912         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1913         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1914                 ++swap->swb_count;
1915 done:
1916         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1917 }
1918
1919 /*
1920  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1921  *
1922  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1923  *      returned to the swap bitmap.
1924  *
1925  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1926  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1927  *      with resident pages.
1928  */
1929 static void
1930 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1931 {
1932
1933         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1934         if (object->type != OBJT_SWAP)
1935                 return;
1936
1937         while (count > 0) {
1938                 struct swblock **pswap;
1939                 struct swblock *swap;
1940
1941                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1942                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1943
1944                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1945                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1946
1947                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1948                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1949                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1950                                         SWAPBLK_NONE;
1951                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1952                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1953                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1954                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1955                                 }
1956                         }
1957                         --count;
1958                         ++index;
1959                 } else {
1960                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1961                         count -= n;
1962                         index += n;
1963                 }
1964                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1965         }
1966 }
1967
1968 /*
1969  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1970  *
1971  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1972  *      an object.
1973  */
1974 static void
1975 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1976 {
1977         daddr_t index = 0;
1978
1979         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1980         if (object->type != OBJT_SWAP)
1981                 return;
1982
1983         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1984                 struct swblock **pswap;
1985                 struct swblock *swap;
1986
1987                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1988                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1989                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1990                         int i;
1991
1992                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1993                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1994                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1995                                         --swap->swb_count;
1996                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1997                                 }
1998                         }
1999                         if (swap->swb_count != 0)
2000                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2001                         *pswap = swap->swb_hnext;
2002                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2003                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2004                 }
2005                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
2006                 index += SWAP_META_PAGES;
2007         }
2008 }
2009
2010 /*
2011  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2012  *
2013  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2014  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2015  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2016  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2017  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
2018  *      meta-data swapblks.
2019  *
2020  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2021  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2022  *
2023  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
2024  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
2025  *      busy page.
2026  *
2027  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2028  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2029  */
2030 static daddr_t
2031 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
2032 {
2033         struct swblock **pswap;
2034         struct swblock *swap;
2035         daddr_t r1;
2036         int idx;
2037
2038         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2039         /*
2040          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
2041          * and even then might not be allocated yet.
2042          */
2043         if (object->type != OBJT_SWAP)
2044                 return (SWAPBLK_NONE);
2045
2046         r1 = SWAPBLK_NONE;
2047         mtx_lock(&swhash_mtx);
2048         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
2049
2050         if ((swap = *pswap) != NULL) {
2051                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
2052                 r1 = swap->swb_pages[idx];
2053
2054                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2055                         if (flags & SWM_FREE) {
2056                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
2057                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2058                         }
2059                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2060                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2061                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2062                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2063                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2064                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2065                                 }
2066                         }
2067                 }
2068         }
2069         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2070         return (r1);
2071 }
2072
2073 /*
2074  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2075  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2076  * if already swapping on this device.
2077  */
2078 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2079 struct swapon_args {
2080         char *name;
2081 };
2082 #endif
2083
2084 /*
2085  * MPSAFE
2086  */
2087 /* ARGSUSED */
2088 int
2089 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2090 {
2091         struct vattr attr;
2092         struct vnode *vp;
2093         struct nameidata nd;
2094         int error;
2095
2096         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2097         if (error)
2098                 return (error);
2099
2100         mtx_lock(&Giant);
2101         while (swdev_syscall_active)
2102             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
2103         swdev_syscall_active = 1;
2104
2105         /*
2106          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2107          * memory of >1GB.
2108          */
2109         if (swap_zone == NULL) {
2110                 error = ENOMEM;
2111                 goto done;
2112         }
2113
2114         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2115             uap->name, td);
2116         error = namei(&nd);
2117         if (error)
2118                 goto done;
2119
2120         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2121         vp = nd.ni_vp;
2122
2123         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2124                 error = swapongeom(td, vp);
2125         } else if (vp->v_type == VREG &&
2126             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2127             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2128                 /*
2129                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2130                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2131                  */
2132                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2133         }
2134
2135         if (error)
2136                 vrele(vp);
2137 done:
2138         swdev_syscall_active = 0;
2139         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2140         mtx_unlock(&Giant);
2141         return (error);
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2146  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2147  * message and return -1; otherwise, return 0.
2148  */
2149 static int
2150 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2151 {
2152         unsigned long maxpages;
2153
2154         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2155         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2156
2157         /* recommend using no more than half that amount */
2158         if (npages > maxpages / 2) {
2159                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2160                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2161                     npages, maxpages / 2);
2162                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2163                     "or reduce amount of swap.\n");
2164                 return (-1);
2165         }
2166         return (0);
2167 }
2168
2169 static void
2170 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2171     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2172 {
2173         struct swdevt *sp, *tsp;
2174         swblk_t dvbase;
2175         u_long mblocks;
2176
2177         /*
2178          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2179          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2180          *
2181          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2182          */
2183         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2184         nblks = dbtoc(nblks);
2185
2186         /*
2187          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2188          * tree bitmap code.
2189          */
2190         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2191         if (nblks > mblocks) {
2192                 printf(
2193     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2194                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2195                 nblks = mblocks;
2196         }
2197
2198         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2199         sp->sw_vp = vp;
2200         sp->sw_id = id;
2201         sp->sw_dev = dev;
2202         sp->sw_flags = 0;
2203         sp->sw_nblks = nblks;
2204         sp->sw_used = 0;
2205         sp->sw_strategy = strategy;
2206         sp->sw_close = close;
2207         sp->sw_flags = flags;
2208
2209         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2210         /*
2211          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2212          * any bsd label at the front of the partition
2213          */
2214         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2215
2216         dvbase = 0;
2217         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2218         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2219                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2220                         /*
2221                          * We put one uncovered page between the devices
2222                          * in order to definitively prevent any cross-device
2223                          * I/O requests
2224                          */
2225                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2226                 }
2227         }
2228         sp->sw_first = dvbase;
2229         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2230         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2231         nswapdev++;
2232         swap_pager_avail += nblks;
2233         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2234         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2235         swp_sizecheck();
2236         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2237 }
2238
2239 /*
2240  * SYSCALL: swapoff(devname)
2241  *
2242  * Disable swapping on the given device.
2243  *
2244  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2245  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2246  * only to make this work.
2247  */
2248 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2249 struct swapoff_args {
2250         char *name;
2251 };
2252 #endif
2253
2254 /*
2255  * MPSAFE
2256  */
2257 /* ARGSUSED */
2258 int
2259 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2260 {
2261         struct vnode *vp;
2262         struct nameidata nd;
2263         struct swdevt *sp;
2264         int error;
2265
2266         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2267         if (error)
2268                 return (error);
2269
2270         mtx_lock(&Giant);
2271         while (swdev_syscall_active)
2272             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2273         swdev_syscall_active = 1;
2274
2275         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2276             td);
2277         error = namei(&nd);
2278         if (error)
2279                 goto done;
2280         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2281         vp = nd.ni_vp;
2282
2283         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2284         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2285                 if (sp->sw_vp == vp)
2286                         break;
2287         }
2288         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2289         if (sp == NULL) {
2290                 error = EINVAL;
2291                 goto done;
2292         }
2293         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2294 done:
2295         swdev_syscall_active = 0;
2296         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2297         mtx_unlock(&Giant);
2298         return (error);
2299 }
2300
2301 static int
2302 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2303 {
2304         u_long nblks, dvbase;
2305 #ifdef MAC
2306         int error;
2307 #endif
2308
2309         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2310 #ifdef MAC
2311         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2312         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2313         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2314         if (error != 0)
2315                 return (error);
2316 #endif
2317         nblks = sp->sw_nblks;
2318
2319         /*
2320          * We can turn off this swap device safely only if the
2321          * available virtual memory in the system will fit the amount
2322          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2323          * the system doesn't become critically low on swap space.
2324          */
2325         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2326             nblks + nswap_lowat) {
2327                 return (ENOMEM);
2328         }
2329
2330         /*
2331          * Prevent further allocations on this device.
2332          */
2333         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2334         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2335         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2336                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2337                      dvbase, dmmax);
2338         }
2339         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2340         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2341
2342         /*
2343          * Page in the contents of the device and close it.
2344          */
2345         swap_pager_swapoff(sp);
2346
2347         sp->sw_close(curthread, sp);
2348         sp->sw_id = NULL;
2349         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2350         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2351         nswapdev--;
2352         if (nswapdev == 0) {
2353                 swap_pager_full = 2;
2354                 swap_pager_almost_full = 1;
2355         }
2356         if (swdevhd == sp)
2357                 swdevhd = NULL;
2358         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2359         blist_destroy(sp->sw_blist);
2360         free(sp, M_VMPGDATA);
2361         return (0);
2362 }
2363
2364 void
2365 swapoff_all(void)
2366 {
2367         struct swdevt *sp, *spt;
2368         const char *devname;
2369         int error;
2370
2371         mtx_lock(&Giant);
2372         while (swdev_syscall_active)
2373                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2374         swdev_syscall_active = 1;
2375
2376         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2377         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2378                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2379                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2380                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2381                 else
2382                         devname = "[file]";
2383                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2384                 if (error != 0) {
2385                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2386                             "skipping.\n", devname, error);
2387                 } else if (bootverbose) {
2388                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2389                 }
2390                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2391         }
2392         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2393
2394         swdev_syscall_active = 0;
2395         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2396         mtx_unlock(&Giant);
2397 }
2398
2399 void
2400 swap_pager_status(int *total, int *used)
2401 {
2402         struct swdevt *sp;
2403
2404         *total = 0;
2405         *used = 0;
2406         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2407         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2408                 *total += sp->sw_nblks;
2409                 *used += sp->sw_used;
2410         }
2411         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2412 }
2413
2414 int
2415 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2416 {
2417         struct swdevt *sp;
2418         const char *tmp_devname;
2419         int error, n;
2420
2421         n = 0;
2422         error = ENOENT;
2423         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2424         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2425                 if (n != name) {
2426                         n++;
2427                         continue;
2428                 }
2429                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2430                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2431                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2432                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2433                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2434                 if (devname != NULL) {
2435                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2436                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2437                         else
2438                                 tmp_devname = "[file]";
2439                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2440                 }
2441                 error = 0;
2442                 break;
2443         }
2444         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2445         return (error);
2446 }
2447
2448 static int
2449 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2450 {
2451         struct xswdev xs;
2452         int error;
2453
2454         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2455                 return (EINVAL);
2456         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2457         if (error != 0)
2458                 return (error);
2459         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2460         return (error);
2461 }
2462
2463 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2464     "Number of swap devices");
2465 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2466     "Swap statistics by device");
2467
2468 /*
2469  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2470  *                        vmspace.
2471  *
2472  *      The map must be locked.
2473  *
2474  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2475  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2476  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2477  *      count for at least 1 swap page.
2478  */
2479 long
2480 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2481 {
2482         vm_map_t map;
2483         vm_map_entry_t cur;
2484         vm_object_t object;
2485         long count, n;
2486
2487         map = &vmspace->vm_map;
2488         count = 0;
2489
2490         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2491                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2492                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2493                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2494                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2495                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2496                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2497                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2498                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2499                         }
2500                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2501                 }
2502         }
2503         return (count);
2504 }
2505
2506 /*
2507  * GEOM backend
2508  *
2509  * Swapping onto disk devices.
2510  *
2511  */
2512
2513 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2514
2515 static struct g_class g_swap_class = {
2516         .name = "SWAP",
2517         .version = G_VERSION,
2518         .orphan = swapgeom_orphan,
2519 };
2520
2521 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2522
2523
2524 static void
2525 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2526 {
2527         struct g_consumer *cp;
2528
2529         cp = arg;
2530         g_access(cp, -1, -1, 0);
2531         g_detach(cp);
2532         g_destroy_consumer(cp);
2533 }
2534
2535 static void
2536 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2537 {
2538         struct swdevt *sp;
2539         struct buf *bp;
2540         struct g_consumer *cp;
2541
2542         bp = bp2->bio_caller2;
2543         cp = bp2->bio_from;
2544         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2545         if (bp2->bio_error)
2546                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2547         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2548         bp->b_error = bp2->bio_error;
2549         bufdone(bp);
2550         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2551         if ((--cp->index) == 0 && cp->private) {
2552                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0) {
2553                         sp = bp2->bio_caller1;
2554                         sp->sw_id = NULL;
2555                 }
2556         }
2557         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2558         g_destroy_bio(bp2);
2559 }
2560
2561 static void
2562 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2563 {
2564         struct bio *bio;
2565         struct g_consumer *cp;
2566
2567         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2568         cp = sp->sw_id;
2569         if (cp == NULL) {
2570                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2571                 bp->b_error = ENXIO;
2572                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2573                 bufdone(bp);
2574                 return;
2575         }
2576         cp->index++;
2577         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2578         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2579                 bio = g_new_bio();
2580         else
2581                 bio = g_alloc_bio();
2582         if (bio == NULL) {
2583                 bp->b_error = ENOMEM;
2584                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2585                 bufdone(bp);
2586                 return;
2587         }
2588
2589         bio->bio_caller1 = sp;
2590         bio->bio_caller2 = bp;
2591         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2592         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2593         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2594         bio->bio_done = swapgeom_done;
2595         if (!buf_mapped(bp)) {
2596                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2597                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2598                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2599                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2600                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2601         } else {
2602                 bio->bio_data = bp->b_data;
2603                 bio->bio_ma = NULL;
2604         }
2605         g_io_request(bio, cp);
2606         return;
2607 }
2608
2609 static void
2610 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2611 {
2612         struct swdevt *sp;
2613         int destroy;
2614
2615         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2616         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2617                 if (sp->sw_id == cp) {
2618                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2619                         break;
2620                 }
2621         }
2622         cp->private = (void *)(uintptr_t)1;
2623         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2624         if (destroy)
2625                 sp->sw_id = NULL;
2626         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2627         if (destroy)
2628                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2629 }
2630
2631 static void
2632 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2633 {
2634         struct g_consumer *cp;
2635
2636         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2637         cp = sw->sw_id;
2638         sw->sw_id = NULL;
2639         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2640         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2641         if (cp != NULL)
2642                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2643 }
2644
2645
2646 struct swh0h0 {
2647         struct cdev *dev;
2648         struct vnode *vp;
2649         int     error;
2650 };
2651
2652 static void
2653 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2654 {
2655         struct swh0h0 *swh;
2656         struct g_provider *pp;
2657         struct g_consumer *cp;
2658         static struct g_geom *gp;
2659         struct swdevt *sp;
2660         u_long nblks;
2661         int error;
2662
2663         swh = arg;
2664         swh->error = 0;
2665         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2666         if (pp == NULL) {
2667                 swh->error = ENODEV;
2668                 return;
2669         }
2670         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2671         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2672                 cp = sp->sw_id;
2673                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2674                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2675                         swh->error = EBUSY;
2676                         return;
2677                 }
2678         }
2679         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2680         if (gp == NULL)
2681                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2682         cp = g_new_consumer(gp);
2683         cp->index = 0;          /* Number of active I/Os. */
2684         cp->private = NULL;     /* Orphanization flag */
2685         g_attach(cp, pp);
2686         /*
2687          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2688          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2689          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2690          * set an exclusive count :-(
2691          */
2692         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2693         if (error) {
2694                 g_detach(cp);
2695                 g_destroy_consumer(cp);
2696                 swh->error = error;
2697                 return;
2698         }
2699         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2700         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2701             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev),
2702             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2703         swh->error = 0;
2704 }
2705
2706 static int
2707 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2708 {
2709         int error;
2710         struct swh0h0 swh;
2711
2712         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2713
2714         swh.dev = vp->v_rdev;
2715         swh.vp = vp;
2716         swh.error = 0;
2717         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2718         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2719         if (!error)
2720                 error = swh.error;
2721         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2722         return (error);
2723 }
2724
2725 /*
2726  * VNODE backend
2727  *
2728  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2729  * with NFS) swapfiles.
2730  *
2731  */
2732
2733 static void
2734 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2735 {
2736         struct vnode *vp2;
2737
2738         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2739
2740         vp2 = sp->sw_id;
2741         vhold(vp2);
2742         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2743                 if (bp->b_bufobj)
2744                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2745                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2746         }
2747         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2748                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2749         bp->b_vp = vp2;
2750         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2751         bstrategy(bp);
2752         return;
2753 }
2754
2755 static void
2756 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2757 {
2758
2759         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2760         vrele(sp->sw_vp);
2761 }
2762
2763
2764 static int
2765 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2766 {
2767         struct swdevt *sp;
2768         int error;
2769
2770         if (nblks == 0)
2771                 return (ENXIO);
2772         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2773         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2774                 if (sp->sw_id == vp) {
2775                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2776                         return (EBUSY);
2777                 }
2778         }
2779         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2780
2781         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2782 #ifdef MAC
2783         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2784         if (error == 0)
2785 #endif
2786                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2787         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2788         if (error)
2789                 return (error);
2790
2791         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2792             NODEV, 0);
2793         return (0);
2794 }
2795
2796 static int
2797 sysctl_swap_async_max(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2798 {
2799         int error, new, n;
2800
2801         new = nsw_wcount_async_max;
2802         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
2803         if (error != 0 || req->newptr == NULL)
2804                 return (error);
2805
2806         if (new > nswbuf / 2 || new < 1)
2807                 return (EINVAL);
2808
2809         mtx_lock(&pbuf_mtx);
2810         while (nsw_wcount_async_max != new) {
2811                 /*
2812                  * Adjust difference.  If the current async count is too low,
2813                  * we will need to sqeeze our update slowly in.  Sleep with a
2814                  * higher priority than getpbuf() to finish faster.
2815                  */
2816                 n = new - nsw_wcount_async_max;
2817                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
2818                         nsw_wcount_async += n;
2819                         nsw_wcount_async_max += n;
2820                         wakeup(&nsw_wcount_async);
2821                 } else {
2822                         nsw_wcount_async_max -= nsw_wcount_async;
2823                         nsw_wcount_async = 0;
2824                         msleep(&nsw_wcount_async, &pbuf_mtx, PSWP,
2825                             "swpsysctl", 0);
2826                 }
2827         }
2828         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
2829
2830         return (0);
2831 }