]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/7.2.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Create releng/7.2 from stable/7 in preparation for 7.2-RELEASE.
[FreeBSD/releng/7.2.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.  
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_mac.h"
73 #include "opt_swap.h"
74 #include "opt_vm.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/conf.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/priv.h>
81 #include <sys/proc.h>
82 #include <sys/bio.h>
83 #include <sys/buf.h>
84 #include <sys/disk.h>
85 #include <sys/fcntl.h>
86 #include <sys/mount.h>
87 #include <sys/namei.h>
88 #include <sys/vnode.h>
89 #include <sys/malloc.h>
90 #include <sys/sysctl.h>
91 #include <sys/sysproto.h>
92 #include <sys/blist.h>
93 #include <sys/lock.h>
94 #include <sys/sx.h>
95 #include <sys/vmmeter.h>
96
97 #include <security/mac/mac_framework.h>
98
99 #include <vm/vm.h>
100 #include <vm/pmap.h>
101 #include <vm/vm_map.h>
102 #include <vm/vm_kern.h>
103 #include <vm/vm_object.h>
104 #include <vm/vm_page.h>
105 #include <vm/vm_pager.h>
106 #include <vm/vm_pageout.h>
107 #include <vm/vm_param.h>
108 #include <vm/swap_pager.h>
109 #include <vm/vm_extern.h>
110 #include <vm/uma.h>
111
112 #include <geom/geom.h>
113
114 /*
115  * SWB_NPAGES must be a power of 2.  It may be set to 1, 2, 4, 8, or 16
116  * pages per allocation.  We recommend you stick with the default of 8.
117  * The 16-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
118  */
119 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
120 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
121 #endif
122
123 #if !defined(SWB_NPAGES)
124 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
125 #endif
126
127 /*
128  * Piecemeal swap metadata structure.  Swap is stored in a radix tree.
129  *
130  * If SWB_NPAGES is 8 and sizeof(char *) == sizeof(daddr_t), our radix
131  * is basically 8.  Assuming PAGE_SIZE == 4096, one tree level represents
132  * 32K worth of data, two levels represent 256K, three levels represent
133  * 2 MBytes.   This is acceptable.
134  *
135  * Overall memory utilization is about the same as the old swap structure.
136  */
137 #define SWCORRECT(n) (sizeof(void *) * (n) / sizeof(daddr_t))
138 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
139 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
140
141 struct swblock {
142         struct swblock  *swb_hnext;
143         vm_object_t     swb_object;
144         vm_pindex_t     swb_index;
145         int             swb_count;
146         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
147 };
148
149 static struct mtx sw_dev_mtx;
150 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
151 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
152 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
153 int swap_pager_avail;
154 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
155
156 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
157
158 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
159 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
160
161 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
162 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
163 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
164 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
165 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
166 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
167 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
168
169 static struct swblock **swhash;
170 static int swhash_mask;
171 static struct mtx swhash_mtx;
172
173 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
174 static struct sx sw_alloc_sx;
175
176
177 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
178         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
179
180 /*
181  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
182  * of searching a named list by hashing it just a little.
183  */
184
185 #define NOBJLISTS               8
186
187 #define NOBJLIST(handle)        \
188         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
189
190 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */ 
191 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
192 static uma_zone_t       swap_zone;
193 static struct vm_object swap_zone_obj;
194
195 /*
196  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
197  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
198  * (see vm/swap_pager.h).
199  */
200 static vm_object_t
201                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
202                                       vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset);
203 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
204 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
205 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
206 static boolean_t
207                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
208 static void     swap_pager_init(void);
209 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
210 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
211
212 struct pagerops swappagerops = {
213         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
214         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
215         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
216         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
217         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
218         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
219         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
220 };
221
222 /*
223  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
224  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
225  *
226  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
227  * internal.
228  */
229 static int dmmax;
230 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
231 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
232
233 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
234         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
235
236 static void     swp_sizecheck(void);
237 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
238 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
239 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
240 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct thread *td);
241
242 /*
243  * Swap bitmap functions
244  */
245 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
246 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
247
248 /*
249  * Metadata functions
250  */
251 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
252 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
253 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
254 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
255 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
256
257 /*
258  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
259  *      
260  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
261  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
262  *
263  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
264  *
265  *      No restrictions on call
266  *      This routine may not block.
267  *      This routine must be called at splvm()
268  */
269 static void
270 swp_sizecheck(void)
271 {
272
273         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
274                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
275                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
276                         swap_pager_almost_full = 1;
277                 }
278         } else {
279                 swap_pager_full = 0;
280                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
281                         swap_pager_almost_full = 0;
282         }
283 }
284
285 /*
286  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
287  *
288  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
289  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
290  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
291  *      find a swapblk.
292  *
293  *      This routine must be called at splvm().
294  */
295 static struct swblock **
296 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
297 {
298         struct swblock **pswap;
299         struct swblock *swap;
300
301         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
302         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
303         while ((swap = *pswap) != NULL) {
304                 if (swap->swb_object == object &&
305                     swap->swb_index == index
306                 ) {
307                         break;
308                 }
309                 pswap = &swap->swb_hnext;
310         }
311         return (pswap);
312 }
313
314 /*
315  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
316  *
317  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
318  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
319  *      system has yet to be initialized at this point.
320  */
321 static void
322 swap_pager_init(void)
323 {
324         /*
325          * Initialize object lists
326          */
327         int i;
328
329         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
330                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
331         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
332         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
333
334         /*
335          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
336          */
337         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
338 }
339
340 /*
341  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
342  *
343  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
344  *      its main loop.
345  */
346 void
347 swap_pager_swap_init(void)
348 {
349         int n, n2;
350
351         /*
352          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
353          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
354          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
355          * but it isn't very efficient).
356          *
357          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
358          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
359          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
360          * constrained by the swap device interleave stripe size.
361          *
362          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
363          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
364          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
365          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
366          * a higher value would probably generate only a limited improvement
367          * with three or four active swap devices since the system does not
368          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
369          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
370          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
371          * So it all works out pretty well.
372          */
373         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
374
375         mtx_lock(&pbuf_mtx);
376         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
377         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
378         nsw_wcount_async = 4;
379         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
380         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
381
382         /*
383          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
384          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
385          * can hold 16 pages, so this is probably overkill.  This reservation
386          * is typically limited to around 32MB by default.
387          */
388         n = cnt.v_page_count / 2;
389         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
390                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
391         n2 = n;
392         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
393             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
394         if (swap_zone == NULL)
395                 panic("failed to create swap_zone.");
396         do {
397                 if (uma_zone_set_obj(swap_zone, &swap_zone_obj, n))
398                         break;
399                 /*
400                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
401                  * size of the previous attempt.
402                  */
403                 n -= ((n + 2) / 3);
404         } while (n > 0);
405         if (n2 != n)
406                 printf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
407         n2 = n;
408
409         /*
410          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
411          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an 
412          * oversized hash table.
413          *
414          *      n:              size of hash table, must be power of 2
415          *      swhash_mask:    hash table index mask
416          */
417         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
418                 ;
419         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
420         swhash_mask = n - 1;
421         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
422 }
423
424 /*
425  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
426  *                      its metadata structures.
427  *
428  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
429  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
430  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
431  *
432  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
433  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
434  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
435  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
436  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
437  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
438  *      already exists.
439  *
440  * MPSAFE
441  */
442 static vm_object_t
443 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
444                  vm_ooffset_t offset)
445 {
446         vm_object_t object;
447         vm_pindex_t pindex;
448
449         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
450
451         if (handle) {
452                 mtx_lock(&Giant);
453                 /*
454                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
455                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
456                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
457                  * of the handle.
458                  */
459                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
460                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
461
462                 if (object == NULL) {
463                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
464                         object->handle = handle;
465
466                         VM_OBJECT_LOCK(object);
467                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
468                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
469                 }
470                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
471                 mtx_unlock(&Giant);
472         } else {
473                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
474
475                 VM_OBJECT_LOCK(object);
476                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
477                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
478         }
479         return (object);
480 }
481
482 /*
483  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
484  *
485  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
486  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
487  *      routine is typically called only when the entire object is
488  *      about to be destroyed.
489  *
490  *      This routine may block, but no longer does. 
491  *
492  *      The object must be locked or unreferenceable.
493  */
494 static void
495 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
496 {
497
498         /*
499          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
500          * pageout completion.
501          */
502         if (object->handle != NULL) {
503                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
504                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
505                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
506         }
507
508         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
509         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
510
511         /*
512          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
513          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
514          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
515          * if paging is still in progress on some objects.
516          */
517         swp_pager_meta_free_all(object);
518 }
519
520 /************************************************************************
521  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
522  ************************************************************************/
523
524 /*
525  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
526  *
527  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
528  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
529  *      if the allocation failed.
530  *
531  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
532  *      when they configured swap and didn't configure enough.
533  *
534  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
535  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
536  *
537  *      This routine may not block
538  *      This routine must be called at splvm().
539  *
540  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
541  */
542 static daddr_t
543 swp_pager_getswapspace(int npages)
544 {
545         daddr_t blk;
546         struct swdevt *sp;
547         int i;
548
549         blk = SWAPBLK_NONE;
550         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
551         sp = swdevhd;
552         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
553                 if (sp == NULL)
554                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
555                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
556                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
557                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
558                                 blk += sp->sw_first;
559                                 sp->sw_used += npages;
560                                 swap_pager_avail -= npages;
561                                 swp_sizecheck();
562                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
563                                 goto done;
564                         }
565                 }
566                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
567         }
568         if (swap_pager_full != 2) {
569                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
570                 swap_pager_full = 2;
571                 swap_pager_almost_full = 1;
572         }
573         swdevhd = NULL;
574 done:
575         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
576         return (blk);
577 }
578
579 static int
580 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
581 {
582
583         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
584 }
585         
586 static void
587 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
588 {
589         struct swdevt *sp;
590
591         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
592         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
593                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
594                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
595                         sp->sw_strategy(bp, sp);
596                         return;
597                 }
598         }
599         panic("Swapdev not found");
600 }
601         
602
603 /*
604  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
605  *
606  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
607  *
608  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
609  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
610  *
611  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
612  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
613  *
614  *      This routine may not block
615  *      This routine must be called at splvm().
616  */
617 static void
618 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
619 {
620         struct swdevt *sp;
621
622         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
623         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
624                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
625                         sp->sw_used -= npages;
626                         /*
627                          * If we are attempting to stop swapping on
628                          * this device, we don't want to mark any
629                          * blocks free lest they be reused.  
630                          */
631                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
632                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
633                                     npages);
634                                 swap_pager_avail += npages;
635                                 swp_sizecheck();
636                         }
637                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
638                         return;
639                 }
640         }
641         panic("Swapdev not found");
642 }
643
644 /*
645  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
646  *                              range within an object.
647  *
648  *      This is a globally accessible routine.
649  *
650  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
651  *
652  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
653  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
654  *      we should be ok.
655  *
656  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm temporarily
657  *      in order to perform the metadata removal.
658  */
659 void
660 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
661 {
662
663         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
664         swp_pager_meta_free(object, start, size);
665 }
666
667 /*
668  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
669  *
670  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
671  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
672  *
673  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
674  */
675 int
676 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
677 {
678         int n = 0;
679         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
680         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
681
682         VM_OBJECT_LOCK(object);
683         while (size) {
684                 if (n == 0) {
685                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
686                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
687                                 n >>= 1;
688                                 if (n == 0) {
689                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
690                                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
691                                         return (-1);
692                                 }
693                         }
694                 }
695                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
696                 --size;
697                 ++start;
698                 ++blk;
699                 --n;
700         }
701         swp_pager_meta_free(object, start, n);
702         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
703         return (0);
704 }
705
706 /*
707  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
708  *                      and destroy the source.
709  *
710  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
711  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
712  *      we keep the destination's.
713  *
714  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
715  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
716  *      progress on the source. 
717  *
718  *      This routine can be called at any spl
719  *
720  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
721  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
722  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
723  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
724  *
725  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
726  *
727  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
728  *
729  *      The source and destination objects must be locked or 
730  *      inaccessible (XXX are they ?)
731  */
732 void
733 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
734     vm_pindex_t offset, int destroysource)
735 {
736         vm_pindex_t i;
737
738         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(srcobject, MA_OWNED);
739         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(dstobject, MA_OWNED);
740
741         /*
742          * If destroysource is set, we remove the source object from the 
743          * swap_pager internal queue now. 
744          */
745         if (destroysource) {
746                 if (srcobject->handle != NULL) {
747                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
748                         TAILQ_REMOVE(
749                             NOBJLIST(srcobject->handle),
750                             srcobject,
751                             pager_object_list
752                         );
753                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
754                 }
755         }
756
757         /*
758          * transfer source to destination.
759          */
760         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
761                 daddr_t dstaddr;
762
763                 /*
764                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
765                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
766                  * if the destination is a resident page, in which case the
767                  * source is thrown away.
768                  */
769                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
770
771                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
772                         /*
773                          * Destination has no swapblk and is not resident,
774                          * copy source.
775                          */
776                         daddr_t srcaddr;
777
778                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
779                             srcobject, 
780                             i + offset,
781                             SWM_POP
782                         );
783
784                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
785                                 /*
786                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
787                                  */
788                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
789                                 VM_OBJECT_UNLOCK(srcobject);
790                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
791                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
792                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
793                                 VM_OBJECT_LOCK(srcobject);
794                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
795                         }
796                 } else {
797                         /*
798                          * Destination has valid swapblk or it is represented
799                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
800                          */
801                         
802                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
803                 }
804         }
805
806         /*
807          * Free left over swap blocks in source.
808          *
809          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
810          * double-remove the object from the swap queues.
811          */
812         if (destroysource) {
813                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
814                 /*
815                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
816                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
817                  * for consistency since we've removed the object from its
818                  * queues.
819                  */
820                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
821         }
822 }
823
824 /*
825  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
826  *                              the requested page.
827  *
828  *      We determine whether good backing store exists for the requested
829  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
830  *
831  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
832  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
833  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
834  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
835  *      doing here.
836  */
837 static boolean_t
838 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
839 {
840         daddr_t blk0;
841
842         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
843         /*
844          * do we have good backing store at the requested index ?
845          */
846         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
847
848         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
849                 if (before)
850                         *before = 0;
851                 if (after)
852                         *after = 0;
853                 return (FALSE);
854         }
855
856         /*
857          * find backwards-looking contiguous good backing store
858          */
859         if (before != NULL) {
860                 int i;
861
862                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
863                         daddr_t blk;
864
865                         if (i > pindex)
866                                 break;
867                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
868                         if (blk != blk0 - i)
869                                 break;
870                 }
871                 *before = (i - 1);
872         }
873
874         /*
875          * find forward-looking contiguous good backing store
876          */
877         if (after != NULL) {
878                 int i;
879
880                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
881                         daddr_t blk;
882
883                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
884                         if (blk != blk0 + i)
885                                 break;
886                 }
887                 *after = (i - 1);
888         }
889         return (TRUE);
890 }
891
892 /*
893  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
894  *
895  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
896  *      not, from the page.  
897  *
898  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
899  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
900  *      calls us in a special-case situation
901  *
902  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
903  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
904  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
905  *      depends on it.
906  *
907  *      This routine may not block
908  *      This routine must be called at splvm()
909  */
910 static void
911 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
912 {
913
914         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(m->object, MA_OWNED);
915         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
916 }
917
918 /*
919  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
920  *
921  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
922  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
923  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
924  *      belongs to the same object.
925  *
926  *      The code is designed for asynchronous operation and 
927  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
928  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
929  *      feature, I intend to improve on it in the future.
930  *
931  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
932  *      calling us and we should return with the same.
933  *
934  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
935  *      left busy, but the others adjusted.
936  */
937 static int
938 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
939 {
940         struct buf *bp;
941         vm_page_t mreq;
942         int i;
943         int j;
944         daddr_t blk;
945
946         mreq = m[reqpage];
947
948         KASSERT(mreq->object == object,
949             ("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
950             object, mreq->object));
951
952         /*
953          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
954          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
955          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
956          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the 
957          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
958          *
959          * The swp_*() calls must be made at splvm().  vm_page_free() does
960          * not need to be, but it will go a little faster if it is.
961          */
962         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
963
964         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
965                 daddr_t iblk;
966
967                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
968                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
969                         break;
970         }
971         ++i;
972
973         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
974                 daddr_t jblk;
975
976                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
977                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
978                         break;
979         }
980
981         /*
982          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
983          * mreq, it must remain busy throughout.
984          */
985         if (0 < i || j < count) {
986                 int k;
987
988                 vm_page_lock_queues();
989                 for (k = 0; k < i; ++k)
990                         vm_page_free(m[k]);
991                 for (k = j; k < count; ++k)
992                         vm_page_free(m[k]);
993                 vm_page_unlock_queues();
994         }
995
996         /*
997          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq 
998          * still busy, but the others unbusied.
999          */
1000         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1001                 return (VM_PAGER_FAIL);
1002
1003         /*
1004          * Getpbuf() can sleep.
1005          */
1006         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1007         /*
1008          * Get a swap buffer header to perform the IO
1009          */
1010         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1011         bp->b_flags |= B_PAGING;
1012
1013         /*
1014          * map our page(s) into kva for input
1015          */
1016         pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, m + i, j - i);
1017
1018         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1019         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1020         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1021         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1022         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1023         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1024         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1025         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1026
1027         VM_OBJECT_LOCK(object);
1028         {
1029                 int k;
1030
1031                 for (k = i; k < j; ++k) {
1032                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1033                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1034                 }
1035         }
1036         bp->b_npages = j - i;
1037
1038         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1039         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1040
1041         /*
1042          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1043          * does not remove it.
1044          */
1045         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1046         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1047
1048         /*
1049          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1050          * this point because we automatically release it on completion.
1051          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1052          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1053          *
1054          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1055          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1056          *
1057          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1058          */
1059         BUF_KERNPROC(bp);
1060         swp_pager_strategy(bp);
1061
1062         /*
1063          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1064          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1065          * is set in the meta-data.
1066          */
1067         VM_OBJECT_LOCK(object);
1068         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1069                 mreq->oflags |= VPO_WANTED;
1070                 vm_page_lock_queues();
1071                 vm_page_flag_set(mreq, PG_REFERENCED);
1072                 vm_page_unlock_queues();
1073                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1074                 if (msleep(mreq, VM_OBJECT_MTX(object), PSWP, "swread", hz*20)) {
1075                         printf(
1076 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1077                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1078                 }
1079         }
1080
1081         /*
1082          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1083          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1084          * not be valid.
1085          */
1086         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1087                 return (VM_PAGER_ERROR);
1088         } else {
1089                 return (VM_PAGER_OK);
1090         }
1091
1092         /*
1093          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1094          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1095          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1096          * to all-zero's later.
1097          */
1098 }
1099
1100 /*
1101  *      swap_pager_putpages: 
1102  *
1103  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1104  *
1105  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1106  *      are automatically converted to SWAP objects.
1107  *
1108  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new 
1109  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1110  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1111  *      which needs work.
1112  *
1113  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1114  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1115  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1116  *      completion.
1117  *
1118  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1119  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1120  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1121  */
1122 void
1123 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1124     boolean_t sync, int *rtvals)
1125 {
1126         int i;
1127         int n = 0;
1128
1129         if (count && m[0]->object != object) {
1130                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1131                     object, 
1132                     m[0]->object
1133                 );
1134         }
1135
1136         /*
1137          * Step 1
1138          *
1139          * Turn object into OBJT_SWAP
1140          * check for bogus sysops
1141          * force sync if not pageout process
1142          */
1143         if (object->type != OBJT_SWAP)
1144                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1145         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1146
1147         if (curproc != pageproc)
1148                 sync = TRUE;
1149
1150         /*
1151          * Step 2
1152          *
1153          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1154          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1155          */
1156         mtx_lock(&pbuf_mtx);
1157         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1158                 int n;
1159
1160                 /*
1161                  * limit range
1162                  */
1163                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1164                         n = nswbuf / 2;
1165                 if (n < 1)
1166                         n = 1;
1167                 swap_async_max = n;
1168
1169                 /*
1170                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1171                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1172                  * at this time.
1173                  */
1174                 n -= nsw_wcount_async_max;
1175                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1176                         nsw_wcount_async += n;
1177                         nsw_wcount_async_max += n;
1178                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1179                 }
1180         }
1181         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
1182
1183         /*
1184          * Step 3
1185          *
1186          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1187          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1188          * successfully.
1189          */
1190         for (i = 0; i < count; i += n) {
1191                 int j;
1192                 struct buf *bp;
1193                 daddr_t blk;
1194
1195                 /*
1196                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1197                  */
1198                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1199                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1200
1201                 /*
1202                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1203                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1204                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1205                  * fragment swap.
1206                  */
1207                 while (
1208                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1209                     n > 4
1210                 ) {
1211                         n >>= 1;
1212                 }
1213                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1214                         for (j = 0; j < n; ++j)
1215                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1216                         continue;
1217                 }
1218
1219                 /*
1220                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1221                  * request and assign the swap space.
1222                  */
1223                 if (sync == TRUE) {
1224                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1225                 } else {
1226                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1227                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1228                 }
1229                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1230                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1231
1232                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1233
1234                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1235                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1236                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1237                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1238                 bp->b_blkno = blk;
1239
1240                 VM_OBJECT_LOCK(object);
1241                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1242                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1243
1244                         swp_pager_meta_build(
1245                             mreq->object, 
1246                             mreq->pindex,
1247                             blk + j
1248                         );
1249                         vm_page_dirty(mreq);
1250                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1251
1252                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1253                         bp->b_pages[j] = mreq;
1254                 }
1255                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1256                 bp->b_npages = n;
1257                 /*
1258                  * Must set dirty range for NFS to work.
1259                  */
1260                 bp->b_dirtyoff = 0;
1261                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1262
1263                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1264                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1265
1266                 /*
1267                  * asynchronous
1268                  *
1269                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1270                  */
1271                 if (sync == FALSE) {
1272                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1273                         BUF_KERNPROC(bp);
1274                         swp_pager_strategy(bp);
1275
1276                         for (j = 0; j < n; ++j)
1277                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1278                         /* restart outter loop */
1279                         continue;
1280                 }
1281
1282                 /*
1283                  * synchronous
1284                  *
1285                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1286                  */
1287                 bp->b_iodone = bdone;
1288                 swp_pager_strategy(bp);
1289
1290                 /*
1291                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1292                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1293                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1294                  * double-free.
1295                  */
1296                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1297                 for (j = 0; j < n; ++j)
1298                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1299                 /*
1300                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1301                  * normal async completion, which frees everything up.
1302                  */
1303                 swp_pager_async_iodone(bp);
1304         }
1305         VM_OBJECT_LOCK(object);
1306 }
1307
1308 /*
1309  *      swp_pager_async_iodone:
1310  *
1311  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1312  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1313  *
1314  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1315  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1316  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1317  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1318  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1319  *
1320  *      This routine may not block.
1321  *      This routine is called at splbio() or better
1322  *
1323  *      We up ourselves to splvm() as required for various vm_page related
1324  *      calls.
1325  */
1326 static void
1327 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1328 {
1329         int i;
1330         vm_object_t object = NULL;
1331
1332         /*
1333          * report error
1334          */
1335         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1336                 printf(
1337                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1338                         "size %ld, error %d\n",
1339                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1340                     (long)bp->b_blkno, 
1341                     (long)bp->b_bcount,
1342                     bp->b_error
1343                 );
1344         }
1345
1346         /*
1347          * remove the mapping for kernel virtual
1348          */
1349         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1350
1351         if (bp->b_npages) {
1352                 object = bp->b_pages[0]->object;
1353                 VM_OBJECT_LOCK(object);
1354         }
1355         vm_page_lock_queues();
1356         /*
1357          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1358          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1359          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1360          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1361          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1362          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1363          */
1364         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1365                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1366
1367                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1368
1369                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1370                         /*
1371                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1372                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1373                          * can never be used again.  But I can't from an 
1374                          * interrupt.
1375                          */
1376                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1377                                 /*
1378                                  * When reading, reqpage needs to stay
1379                                  * locked for the parent, but all other
1380                                  * pages can be freed.  We still want to
1381                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1382                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1383                                  * not match anything ).
1384                                  *
1385                                  * We have to wake specifically requested pages
1386                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1387                                  * someone may be waiting for that.
1388                                  *
1389                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1390                                  * be overridden by the original caller of
1391                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1392                                  */
1393                                 m->valid = 0;
1394                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1395                                         vm_page_free(m);
1396                                 else
1397                                         vm_page_flash(m);
1398                                 /*
1399                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1400                                  * the page up.  The caller needs to.
1401                                  */
1402                         } else {
1403                                 /*
1404                                  * If a write error occurs, reactivate page
1405                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1406                                  * then finish the I/O.
1407                                  */
1408                                 vm_page_dirty(m);
1409                                 vm_page_activate(m);
1410                                 vm_page_io_finish(m);
1411                         }
1412                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1413                         /*
1414                          * For read success, clear dirty bits.  Nobody should
1415                          * have this page mapped but don't take any chances,
1416                          * make sure the pmap modify bits are also cleared.
1417                          *
1418                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1419                          * overridden by the original caller of getpages so
1420                          * we cannot set them in order to free the underlying
1421                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1422                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1423                          * that existed in the old swapper for a time before
1424                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1425                          *
1426                          * If not the requested page then deactivate it.
1427                          *
1428                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1429                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1430                          * other pages are released (unbusied) by 
1431                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1432                          * valid bits here, it is up to the caller.
1433                          */
1434                         pmap_clear_modify(m);
1435                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1436                         vm_page_undirty(m);
1437
1438                         /*
1439                          * We have to wake specifically requested pages
1440                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1441                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1442                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1443                          * requested page - getpages expects it to be 
1444                          * left busy.
1445                          */
1446                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1447                                 vm_page_deactivate(m);
1448                                 vm_page_wakeup(m);
1449                         } else {
1450                                 vm_page_flash(m);
1451                         }
1452                 } else {
1453                         /*
1454                          * For write success, clear the modify and dirty 
1455                          * status, then finish the I/O ( which decrements the 
1456                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1457                          */
1458                         pmap_clear_modify(m);
1459                         vm_page_undirty(m);
1460                         vm_page_io_finish(m);
1461                         if (vm_page_count_severe())
1462                                 vm_page_try_to_cache(m);
1463                 }
1464         }
1465         vm_page_unlock_queues();
1466
1467         /*
1468          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1469          * pip refs on the object.
1470          */
1471         if (object != NULL) {
1472                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1473                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1474         }
1475
1476         /* 
1477          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling 
1478          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1479          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1480          */
1481         if (bp->b_vp) {
1482                     bp->b_vp = NULL;
1483                     bp->b_bufobj = NULL;
1484         }
1485         /*
1486          * release the physical I/O buffer
1487          */
1488         relpbuf(
1489             bp, 
1490             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount : 
1491                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ? 
1492                     &nsw_wcount_async : 
1493                     &nsw_wcount_sync
1494                 )
1495             )
1496         );
1497 }
1498
1499 /*
1500  *      swap_pager_isswapped:
1501  *
1502  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1503  *      out to the given swap device.
1504  *
1505  *      This routine may not block.
1506  */
1507 int
1508 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1509 {
1510         daddr_t index = 0;
1511         int bcount;
1512         int i;
1513
1514         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1515         if (object->type != OBJT_SWAP)
1516                 return (0);
1517
1518         mtx_lock(&swhash_mtx);
1519         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1520                 struct swblock *swap;
1521
1522                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1523                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1524                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1525                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1526                                         return (1);
1527                                 }
1528                         }
1529                 }
1530                 index += SWAP_META_PAGES;
1531                 if (index > 0x20000000)
1532                         panic("swap_pager_isswapped: failed to locate all swap meta blocks");
1533         }
1534         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1535         return (0);
1536 }
1537
1538 /*
1539  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1540  *
1541  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1542  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1543  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1544  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1545  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1546  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1547  *      paged in.
1548  *
1549  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1550  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1551  */
1552 static inline void
1553 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1554 {
1555         vm_page_t m;
1556
1557         vm_object_pip_add(object, 1);
1558         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_RETRY);
1559         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1560                 vm_object_pip_subtract(object, 1);
1561                 vm_page_lock_queues();
1562                 vm_page_activate(m);
1563                 vm_page_dirty(m);
1564                 vm_page_unlock_queues();
1565                 vm_page_wakeup(m);
1566                 vm_pager_page_unswapped(m);
1567                 return;
1568         }
1569
1570         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1571                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1572         vm_object_pip_subtract(object, 1);
1573         vm_page_lock_queues();
1574         vm_page_dirty(m);
1575         vm_page_dontneed(m);
1576         vm_page_unlock_queues();
1577         vm_page_wakeup(m);
1578         vm_pager_page_unswapped(m);
1579 }
1580
1581 /*
1582  *      swap_pager_swapoff:
1583  *
1584  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1585  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1586  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1587  *      There may be no processes swapped out to the device.
1588  *
1589  *      This routine may block.
1590  */
1591 static void
1592 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1593 {
1594         struct swblock *swap;
1595         int i, j, retries;
1596
1597         GIANT_REQUIRED;
1598
1599         retries = 0;
1600 full_rescan:
1601         mtx_lock(&swhash_mtx);
1602         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1603 restart:
1604                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1605                         vm_object_t object = swap->swb_object;
1606                         vm_pindex_t pindex = swap->swb_index;
1607                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1608                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp)) {
1609                                         /* avoid deadlock */
1610                                         if (!VM_OBJECT_TRYLOCK(object)) {
1611                                                 break;
1612                                         } else {
1613                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1614                                                 swp_pager_force_pagein(object,
1615                                                     pindex + j);
1616                                                 VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1617                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1618                                                 goto restart;
1619                                         }
1620                                 }
1621                         }
1622                 }
1623         }
1624         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1625         if (sp->sw_used) {
1626                 /*
1627                  * Objects may be locked or paging to the device being
1628                  * removed, so we will miss their pages and need to
1629                  * make another pass.  We have marked this device as
1630                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1631                  */
1632                 retries++;
1633                 if (retries > 100) {
1634                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1635                             sp->sw_used);
1636                 }
1637                 pause("swpoff", hz / 20);
1638                 goto full_rescan;
1639         }
1640 }
1641
1642 /************************************************************************
1643  *                              SWAP META DATA                          *
1644  ************************************************************************
1645  *
1646  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1647  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1648  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1649  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1650  *
1651  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1652  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1653  *      appropriate tracking counters.
1654  */
1655
1656 /*
1657  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1658  *
1659  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1660  *      object.
1661  *
1662  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1663  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1664  *      assigned swapblk is freed.
1665  *
1666  *      This routine must be called at splvm(), except when used to convert
1667  *      an OBJT_DEFAULT object into an OBJT_SWAP object.
1668  */
1669 static void
1670 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1671 {
1672         struct swblock *swap;
1673         struct swblock **pswap;
1674         int idx;
1675
1676         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1677         /*
1678          * Convert default object to swap object if necessary
1679          */
1680         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1681                 object->type = OBJT_SWAP;
1682                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1683
1684                 if (object->handle != NULL) {
1685                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1686                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1687                             NOBJLIST(object->handle),
1688                             object, 
1689                             pager_object_list
1690                         );
1691                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1692                 }
1693         }
1694         
1695         /*
1696          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1697          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1698          * and, since the hash table may have changed, retry.
1699          */
1700 retry:
1701         mtx_lock(&swhash_mtx);
1702         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1703
1704         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1705                 int i;
1706
1707                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1708                         goto done;
1709
1710                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT);
1711                 if (swap == NULL) {
1712                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1713                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
1714                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone))
1715                                 printf("swap zone exhausted, increase kern.maxswzone\n");
1716                         VM_WAIT;
1717                         VM_OBJECT_LOCK(object);
1718                         goto retry;
1719                 }
1720
1721                 swap->swb_hnext = NULL;
1722                 swap->swb_object = object;
1723                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1724                 swap->swb_count = 0;
1725
1726                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1727
1728                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1729                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1730         }
1731
1732         /*
1733          * Delete prior contents of metadata
1734          */
1735         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1736
1737         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1738                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1739                 --swap->swb_count;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * Enter block into metadata
1744          */
1745         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1746         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1747                 ++swap->swb_count;
1748 done:
1749         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1754  *
1755  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1756  *      returned to the swap bitmap.
1757  *
1758  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1759  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1760  *      with resident pages.
1761  *
1762  *      This routine must be called at splvm()
1763  */
1764 static void
1765 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1766 {
1767
1768         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1769         if (object->type != OBJT_SWAP)
1770                 return;
1771
1772         while (count > 0) {
1773                 struct swblock **pswap;
1774                 struct swblock *swap;
1775
1776                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1777                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1778
1779                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1780                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1781
1782                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1783                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1784                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1785                                         SWAPBLK_NONE;
1786                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1787                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1788                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1789                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1790                                 }
1791                         }
1792                         --count;
1793                         ++index;
1794                 } else {
1795                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1796                         count -= n;
1797                         index += n;
1798                 }
1799                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1800         }
1801 }
1802
1803 /*
1804  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1805  *
1806  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1807  *      an object.
1808  *
1809  *      This routine must be called at splvm()
1810  */
1811 static void
1812 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1813 {
1814         daddr_t index = 0;
1815
1816         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1817         if (object->type != OBJT_SWAP)
1818                 return;
1819
1820         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1821                 struct swblock **pswap;
1822                 struct swblock *swap;
1823
1824                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1825                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1826                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1827                         int i;
1828
1829                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1830                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1831                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1832                                         --swap->swb_count;
1833                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1834                                 }
1835                         }
1836                         if (swap->swb_count != 0)
1837                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1838                         *pswap = swap->swb_hnext;
1839                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1840                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1841                 }
1842                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1843                 index += SWAP_META_PAGES;
1844                 if (index > 0x20000000)
1845                         panic("swp_pager_meta_free_all: failed to locate all swap meta blocks");
1846         }
1847 }
1848
1849 /*
1850  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1851  *
1852  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1853  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1854  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1855  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1856  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
1857  *      meta-data swapblks.
1858  *
1859  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1860  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1861  *
1862  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
1863  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
1864  *      busy page.
1865  *
1866  *      This routine must be called at splvm().
1867  *
1868  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1869  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1870  */
1871 static daddr_t
1872 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
1873 {
1874         struct swblock **pswap;
1875         struct swblock *swap;
1876         daddr_t r1;
1877         int idx;
1878
1879         VM_OBJECT_LOCK_ASSERT(object, MA_OWNED);
1880         /*
1881          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP 
1882          * and even then might not be allocated yet.
1883          */
1884         if (object->type != OBJT_SWAP)
1885                 return (SWAPBLK_NONE);
1886
1887         r1 = SWAPBLK_NONE;
1888         mtx_lock(&swhash_mtx);
1889         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1890
1891         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1892                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1893                 r1 = swap->swb_pages[idx];
1894
1895                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1896                         if (flags & SWM_FREE) {
1897                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1898                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1899                         }
1900                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1901                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
1902                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1903                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1904                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1905                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1906                                 }
1907                         } 
1908                 }
1909         }
1910         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1911         return (r1);
1912 }
1913
1914 /*
1915  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
1916  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
1917  * if already swapping on this device.
1918  */
1919 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
1920 struct swapon_args {
1921         char *name;
1922 };
1923 #endif
1924
1925 /* 
1926  * MPSAFE
1927  */
1928 /* ARGSUSED */
1929 int
1930 swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
1931 {
1932         struct vattr attr;
1933         struct vnode *vp;
1934         struct nameidata nd;
1935         int error;
1936
1937         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
1938         if (error)
1939                 return (error);
1940
1941         mtx_lock(&Giant);
1942         while (swdev_syscall_active)
1943             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
1944         swdev_syscall_active = 1;
1945
1946         /*
1947          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
1948          * memory of >1GB.
1949          */
1950         if (swap_zone == NULL) {
1951                 error = ENOMEM;
1952                 goto done;
1953         }
1954
1955         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
1956             uap->name, td);
1957         error = namei(&nd);
1958         if (error)
1959                 goto done;
1960
1961         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1962         vp = nd.ni_vp;
1963
1964         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
1965                 error = swapongeom(td, vp);
1966         } else if (vp->v_type == VREG &&
1967             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
1968             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred, td)) == 0) {
1969                 /*
1970                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
1971                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
1972                  */
1973                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
1974         }
1975
1976         if (error)
1977                 vrele(vp);
1978 done:
1979         swdev_syscall_active = 0;
1980         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
1981         mtx_unlock(&Giant);
1982         return (error);
1983 }
1984
1985 static void
1986 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks, sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev)
1987 {
1988         struct swdevt *sp, *tsp;
1989         swblk_t dvbase;
1990         u_long mblocks;
1991
1992         /*
1993          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
1994          * tree bitmap code.
1995          */
1996         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
1997         if (nblks > mblocks) {
1998                 printf("WARNING: reducing size to maximum of %lu blocks per swap unit\n",
1999                         mblocks);
2000                 nblks = mblocks;
2001         }
2002         /*
2003          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2004          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2005          * 
2006          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2007          */
2008         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2009         nblks = dbtoc(nblks);
2010
2011         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2012         sp->sw_vp = vp;
2013         sp->sw_id = id;
2014         sp->sw_dev = dev;
2015         sp->sw_flags = 0;
2016         sp->sw_nblks = nblks;
2017         sp->sw_used = 0;
2018         sp->sw_strategy = strategy;
2019         sp->sw_close = close;
2020
2021         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2022         /*
2023          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2024          * any bsd label at the front of the partition
2025          */
2026         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2027
2028         dvbase = 0;
2029         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2030         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2031                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2032                         /*
2033                          * We put one uncovered page between the devices
2034                          * in order to definitively prevent any cross-device
2035                          * I/O requests
2036                          */
2037                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2038                 }
2039         }
2040         sp->sw_first = dvbase;
2041         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2042         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2043         nswapdev++;
2044         swap_pager_avail += nblks;
2045         swp_sizecheck();
2046         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * SYSCALL: swapoff(devname)
2051  *
2052  * Disable swapping on the given device.
2053  *
2054  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2055  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2056  * only to make this work.
2057  */
2058 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2059 struct swapoff_args {
2060         char *name;
2061 };
2062 #endif
2063
2064 /*
2065  * MPSAFE
2066  */
2067 /* ARGSUSED */
2068 int
2069 swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2070 {
2071         struct vnode *vp;
2072         struct nameidata nd;
2073         struct swdevt *sp;
2074         int error;
2075
2076         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2077         if (error)
2078                 return (error);
2079
2080         mtx_lock(&Giant);
2081         while (swdev_syscall_active)
2082             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2083         swdev_syscall_active = 1;
2084
2085         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2086             td);
2087         error = namei(&nd);
2088         if (error)
2089                 goto done;
2090         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2091         vp = nd.ni_vp;
2092
2093         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2094         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2095                 if (sp->sw_vp == vp)
2096                         break;
2097         }
2098         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2099         if (sp == NULL) {
2100                 error = EINVAL;
2101                 goto done;
2102         }
2103         error = swapoff_one(sp, td);
2104 done:
2105         swdev_syscall_active = 0;
2106         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2107         mtx_unlock(&Giant);
2108         return (error);
2109 }
2110
2111 static int
2112 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct thread *td)
2113 {
2114         u_long nblks, dvbase;
2115 #ifdef MAC
2116         int error;
2117 #endif
2118
2119         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2120 #ifdef MAC
2121         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2122         error = mac_check_system_swapoff(td->td_ucred, sp->sw_vp);
2123         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0, td);
2124         if (error != 0)
2125                 return (error);
2126 #endif
2127         nblks = sp->sw_nblks;
2128
2129         /*
2130          * We can turn off this swap device safely only if the
2131          * available virtual memory in the system will fit the amount
2132          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2133          * the system doesn't become critically low on swap space.
2134          */
2135         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2136             nblks + nswap_lowat) {
2137                 return (ENOMEM);
2138         }
2139
2140         /*
2141          * Prevent further allocations on this device.
2142          */
2143         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2144         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2145         for (dvbase = 0; dvbase < sp->sw_end; dvbase += dmmax) {
2146                 swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist,
2147                      dvbase, dmmax);
2148         }
2149         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2150
2151         /*
2152          * Page in the contents of the device and close it.
2153          */
2154         swap_pager_swapoff(sp);
2155
2156         sp->sw_close(td, sp);
2157         sp->sw_id = NULL;
2158         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2159         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2160         nswapdev--;
2161         if (nswapdev == 0) {
2162                 swap_pager_full = 2;
2163                 swap_pager_almost_full = 1;
2164         }
2165         if (swdevhd == sp)
2166                 swdevhd = NULL;
2167         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2168         blist_destroy(sp->sw_blist);
2169         free(sp, M_VMPGDATA);
2170         return (0);
2171 }
2172
2173 void
2174 swapoff_all(void)
2175 {
2176         struct swdevt *sp, *spt;
2177         const char *devname;
2178         int error;
2179  
2180         mtx_lock(&Giant);
2181         while (swdev_syscall_active)
2182                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2183         swdev_syscall_active = 1;
2184  
2185         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2186         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2187                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2188                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2189                         devname = sp->sw_vp->v_rdev->si_name;
2190                 else
2191                         devname = "[file]";
2192                 error = swapoff_one(sp, &thread0);
2193                 if (error != 0) {
2194                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2195                             "skipping.\n", devname, error);
2196                 } else if (bootverbose) {
2197                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2198                 }
2199                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2200         }
2201         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2202  
2203         swdev_syscall_active = 0;
2204         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2205         mtx_unlock(&Giant);
2206 }
2207
2208 void
2209 swap_pager_status(int *total, int *used)
2210 {
2211         struct swdevt *sp;
2212
2213         *total = 0;
2214         *used = 0;
2215         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2216         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2217                 *total += sp->sw_nblks;
2218                 *used += sp->sw_used;
2219         }
2220         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2221 }
2222
2223 static int
2224 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2225 {
2226         int     *name = (int *)arg1;
2227         int     error, n;
2228         struct xswdev xs;
2229         struct swdevt *sp;
2230
2231         if (arg2 != 1) /* name length */
2232                 return (EINVAL);
2233
2234         n = 0;
2235         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2236         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2237                 if (n == *name) {
2238                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2239                         xs.xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2240                         xs.xsw_dev = sp->sw_dev;
2241                         xs.xsw_flags = sp->sw_flags;
2242                         xs.xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2243                         xs.xsw_used = sp->sw_used;
2244
2245                         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2246                         return (error);
2247                 }
2248                 n++;
2249         }
2250         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2251         return (ENOENT);
2252 }
2253
2254 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2255     "Number of swap devices");
2256 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2257     "Swap statistics by device");
2258
2259 /*
2260  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap useage in pages for a
2261  *                        vmspace.
2262  *
2263  *      The map must be locked.
2264  *
2265  *      Swap useage is determined by taking the proportional swap used by
2266  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2267  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2268  *      count for at least 1 swap page.
2269  */
2270 int
2271 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2272 {
2273         vm_map_t map = &vmspace->vm_map;
2274         vm_map_entry_t cur;
2275         int count = 0;
2276
2277         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2278                 vm_object_t object;
2279
2280                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2281                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2282                         VM_OBJECT_LOCK(object);
2283                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2284                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2285                                 int n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2286
2287                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2288                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2289                         }
2290                         VM_OBJECT_UNLOCK(object);
2291                 }
2292         }
2293         return (count);
2294 }
2295
2296 /*
2297  * GEOM backend
2298  *
2299  * Swapping onto disk devices.
2300  *
2301  */
2302
2303 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2304
2305 static struct g_class g_swap_class = {
2306         .name = "SWAP",
2307         .version = G_VERSION,
2308         .orphan = swapgeom_orphan,
2309 };
2310
2311 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2312
2313
2314 static void
2315 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2316 {
2317         struct buf *bp;
2318
2319         bp = bp2->bio_caller2;
2320         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2321         if (bp2->bio_error)
2322                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2323         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2324         bp->b_error = bp2->bio_error;
2325         bufdone(bp);
2326         g_destroy_bio(bp2);
2327 }
2328
2329 static void
2330 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2331 {
2332         struct bio *bio;
2333         struct g_consumer *cp;
2334
2335         cp = sp->sw_id;
2336         if (cp == NULL) {
2337                 bp->b_error = ENXIO;
2338                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2339                 bufdone(bp);
2340                 return;
2341         }
2342         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2343                 bio = g_new_bio();
2344         else
2345                 bio = g_alloc_bio();
2346         if (bio == NULL) {
2347                 bp->b_error = ENOMEM;
2348                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2349                 bufdone(bp);
2350                 return;
2351         }
2352
2353         bio->bio_caller2 = bp;
2354         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2355         bio->bio_data = bp->b_data;
2356         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2357         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2358         bio->bio_done = swapgeom_done;
2359         g_io_request(bio, cp);
2360         return;
2361 }
2362
2363 static void
2364 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2365 {
2366         struct swdevt *sp;
2367
2368         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2369         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list)
2370                 if (sp->sw_id == cp)
2371                         sp->sw_id = NULL;
2372         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2373 }
2374
2375 static void
2376 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2377 {
2378         struct g_consumer *cp;
2379
2380         cp = arg;
2381         g_access(cp, -1, -1, 0);
2382         g_detach(cp);
2383         g_destroy_consumer(cp);
2384 }
2385
2386 static void
2387 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2388 {
2389
2390         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2391         g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, sw->sw_id, M_WAITOK, NULL);
2392 }
2393
2394
2395 struct swh0h0 {
2396         struct cdev *dev;
2397         struct vnode *vp;
2398         int     error;
2399 };
2400
2401 static void
2402 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2403 {
2404         struct swh0h0 *swh;
2405         struct g_provider *pp;
2406         struct g_consumer *cp;
2407         static struct g_geom *gp;
2408         struct swdevt *sp;
2409         u_long nblks;
2410         int error;
2411
2412         swh = arg;
2413         swh->error = 0;
2414         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2415         if (pp == NULL) {
2416                 swh->error = ENODEV;
2417                 return;
2418         }
2419         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2420         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2421                 cp = sp->sw_id;
2422                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2423                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2424                         swh->error = EBUSY;
2425                         return;
2426                 }
2427         }
2428         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2429         if (gp == NULL)
2430                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap", NULL);
2431         cp = g_new_consumer(gp);
2432         g_attach(cp, pp);
2433         /*
2434          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2435          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2436          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2437          * set an exclusive count :-(
2438          */
2439         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2440         if (error) {
2441                 g_detach(cp);
2442                 g_destroy_consumer(cp);
2443                 swh->error = error;
2444                 return;
2445         }
2446         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2447         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2448             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev));
2449         swh->error = 0;
2450         return;
2451 }
2452
2453 static int
2454 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2455 {
2456         int error;
2457         struct swh0h0 swh;
2458
2459         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2460
2461         swh.dev = vp->v_rdev;
2462         swh.vp = vp;
2463         swh.error = 0;
2464         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2465         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2466         if (!error)
2467                 error = swh.error;
2468         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2469         return (error);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * VNODE backend
2474  *
2475  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2476  * with NFS) swapfiles.
2477  *
2478  */
2479
2480 static void
2481 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2482 {
2483         struct vnode *vp2;
2484
2485         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2486
2487         vp2 = sp->sw_id;
2488         vhold(vp2);
2489         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2490                 if (bp->b_bufobj)
2491                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2492                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2493         }
2494         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2495                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2496         bp->b_vp = vp2;
2497         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2498         bstrategy(bp);
2499         return;
2500 }
2501
2502 static void
2503 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2504 {
2505
2506         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2507         vrele(sp->sw_vp);
2508 }
2509
2510
2511 static int
2512 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2513 {
2514         struct swdevt *sp;
2515         int error;
2516
2517         if (nblks == 0)
2518                 return (ENXIO);
2519         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2520         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2521                 if (sp->sw_id == vp) {
2522                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2523                         return (EBUSY);
2524                 }
2525         }
2526         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2527     
2528         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
2529 #ifdef MAC
2530         error = mac_check_system_swapon(td->td_ucred, vp);
2531         if (error == 0)
2532 #endif
2533                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2534         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
2535         if (error)
2536                 return (error);
2537
2538         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2539             NODEV);
2540         return (0);
2541 }