]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
MFC r368207,368607:
[FreeBSD/stable/10.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
67  */
68
69 #include <sys/cdefs.h>
70 __FBSDID("$FreeBSD$");
71
72 #include "opt_swap.h"
73 #include "opt_vm.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/conf.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/priv.h>
80 #include <sys/proc.h>
81 #include <sys/bio.h>
82 #include <sys/buf.h>
83 #include <sys/disk.h>
84 #include <sys/fcntl.h>
85 #include <sys/mount.h>
86 #include <sys/namei.h>
87 #include <sys/vnode.h>
88 #include <sys/malloc.h>
89 #include <sys/racct.h>
90 #include <sys/resource.h>
91 #include <sys/resourcevar.h>
92 #include <sys/rwlock.h>
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <sys/sysproto.h>
95 #include <sys/blist.h>
96 #include <sys/lock.h>
97 #include <sys/sx.h>
98 #include <sys/vmmeter.h>
99
100 #include <security/mac/mac_framework.h>
101
102 #include <vm/vm.h>
103 #include <vm/pmap.h>
104 #include <vm/vm_map.h>
105 #include <vm/vm_kern.h>
106 #include <vm/vm_object.h>
107 #include <vm/vm_page.h>
108 #include <vm/vm_pager.h>
109 #include <vm/vm_pageout.h>
110 #include <vm/vm_param.h>
111 #include <vm/swap_pager.h>
112 #include <vm/vm_extern.h>
113 #include <vm/uma.h>
114
115 #include <geom/geom.h>
116
117 /*
118  * MAX_PAGEOUT_CLUSTER must be a power of 2 between 1 and 64.
119  * The 64-page limit is due to the radix code (kern/subr_blist.c).
120  */
121 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
122 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
123 #endif
124
125 #if !defined(SWB_NPAGES)
126 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
127 #endif
128
129 /*
130  * The swblock structure maps an object and a small, fixed-size range
131  * of page indices to disk addresses within a swap area.
132  * The collection of these mappings is implemented as a hash table.
133  * Unused disk addresses within a swap area are allocated and managed
134  * using a blist.
135  */
136 #define SWAP_META_PAGES         (SWB_NPAGES * 2)
137 #define SWAP_META_MASK          (SWAP_META_PAGES - 1)
138
139 struct swblock {
140         struct swblock  *swb_hnext;
141         vm_object_t     swb_object;
142         vm_pindex_t     swb_index;
143         int             swb_count;
144         daddr_t         swb_pages[SWAP_META_PAGES];
145 };
146
147 static MALLOC_DEFINE(M_VMPGDATA, "vm_pgdata", "swap pager private data");
148 static struct mtx sw_dev_mtx;
149 static TAILQ_HEAD(, swdevt) swtailq = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(swtailq);
150 static struct swdevt *swdevhd;  /* Allocate from here next */
151 static int nswapdev;            /* Number of swap devices */
152 int swap_pager_avail;
153 static int swdev_syscall_active = 0; /* serialize swap(on|off) */
154
155 static vm_ooffset_t swap_total;
156 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_total, CTLFLAG_RD, &swap_total, 0,
157     "Total amount of available swap storage.");
158 static vm_ooffset_t swap_reserved;
159 SYSCTL_QUAD(_vm, OID_AUTO, swap_reserved, CTLFLAG_RD, &swap_reserved, 0,
160     "Amount of swap storage needed to back all allocated anonymous memory.");
161 static int overcommit = 0;
162 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, overcommit, CTLFLAG_RW, &overcommit, 0,
163     "Configure virtual memory overcommit behavior. See tuning(7) "
164     "for details.");
165 static unsigned long swzone;
166 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swzone, CTLFLAG_RD, &swzone, 0,
167     "Actual size of swap metadata zone");
168 static unsigned long swap_maxpages;
169 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, swap_maxpages, CTLFLAG_RD, &swap_maxpages, 0,
170     "Maximum amount of swap supported");
171
172 /* bits from overcommit */
173 #define SWAP_RESERVE_FORCE_ON           (1 << 0)
174 #define SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON          (1 << 1)
175 #define SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED     (1 << 2)
176
177 int
178 swap_reserve(vm_ooffset_t incr)
179 {
180
181         return (swap_reserve_by_cred(incr, curthread->td_ucred));
182 }
183
184 int
185 swap_reserve_by_cred(vm_ooffset_t incr, struct ucred *cred)
186 {
187         vm_ooffset_t r, s;
188         int res, error;
189         static int curfail;
190         static struct timeval lastfail;
191         struct uidinfo *uip;
192
193         uip = cred->cr_ruidinfo;
194
195         if (incr & PAGE_MASK)
196                 panic("swap_reserve: & PAGE_MASK");
197
198 #ifdef RACCT
199         if (racct_enable) {
200                 PROC_LOCK(curproc);
201                 error = racct_add(curproc, RACCT_SWAP, incr);
202                 PROC_UNLOCK(curproc);
203                 if (error != 0)
204                         return (0);
205         }
206 #endif
207
208         res = 0;
209         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
210         r = swap_reserved + incr;
211         if (overcommit & SWAP_RESERVE_ALLOW_NONWIRED) {
212                 s = cnt.v_page_count - cnt.v_free_reserved - cnt.v_wire_count;
213                 s *= PAGE_SIZE;
214         } else
215                 s = 0;
216         s += swap_total;
217         if ((overcommit & SWAP_RESERVE_FORCE_ON) == 0 || r <= s ||
218             (error = priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NOQUOTA)) == 0) {
219                 res = 1;
220                 swap_reserved = r;
221         }
222         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
223
224         if (res) {
225                 PROC_LOCK(curproc);
226                 UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
227                 if ((overcommit & SWAP_RESERVE_RLIMIT_ON) != 0 &&
228                     uip->ui_vmsize + incr > lim_cur(curproc, RLIMIT_SWAP) &&
229                     priv_check(curthread, PRIV_VM_SWAP_NORLIMIT))
230                         res = 0;
231                 else
232                         uip->ui_vmsize += incr;
233                 UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
234                 PROC_UNLOCK(curproc);
235                 if (!res) {
236                         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
237                         swap_reserved -= incr;
238                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
239                 }
240         }
241         if (!res && ppsratecheck(&lastfail, &curfail, 1)) {
242                 printf("uid %d, pid %d: swap reservation for %jd bytes failed\n",
243                     uip->ui_uid, curproc->p_pid, incr);
244         }
245
246 #ifdef RACCT
247         if (!res) {
248                 PROC_LOCK(curproc);
249                 racct_sub(curproc, RACCT_SWAP, incr);
250                 PROC_UNLOCK(curproc);
251         }
252 #endif
253
254         return (res);
255 }
256
257 void
258 swap_reserve_force(vm_ooffset_t incr)
259 {
260         struct uidinfo *uip;
261
262         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
263         swap_reserved += incr;
264         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
265
266 #ifdef RACCT
267         PROC_LOCK(curproc);
268         racct_add_force(curproc, RACCT_SWAP, incr);
269         PROC_UNLOCK(curproc);
270 #endif
271
272         uip = curthread->td_ucred->cr_ruidinfo;
273         PROC_LOCK(curproc);
274         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
275         uip->ui_vmsize += incr;
276         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
277         PROC_UNLOCK(curproc);
278 }
279
280 void
281 swap_release(vm_ooffset_t decr)
282 {
283         struct ucred *cred;
284
285         PROC_LOCK(curproc);
286         cred = curthread->td_ucred;
287         swap_release_by_cred(decr, cred);
288         PROC_UNLOCK(curproc);
289 }
290
291 void
292 swap_release_by_cred(vm_ooffset_t decr, struct ucred *cred)
293 {
294         struct uidinfo *uip;
295
296         uip = cred->cr_ruidinfo;
297
298         if (decr & PAGE_MASK)
299                 panic("swap_release: & PAGE_MASK");
300
301         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
302         if (swap_reserved < decr)
303                 panic("swap_reserved < decr");
304         swap_reserved -= decr;
305         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
306
307         UIDINFO_VMSIZE_LOCK(uip);
308         if (uip->ui_vmsize < decr)
309                 printf("negative vmsize for uid = %d\n", uip->ui_uid);
310         uip->ui_vmsize -= decr;
311         UIDINFO_VMSIZE_UNLOCK(uip);
312
313         racct_sub_cred(cred, RACCT_SWAP, decr);
314 }
315
316 static void swapdev_strategy(struct buf *, struct swdevt *sw);
317
318 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
319 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
320
321 int swap_pager_full = 2;        /* swap space exhaustion (task killing) */
322 static int swap_pager_almost_full = 1; /* swap space exhaustion (w/hysteresis)*/
323 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
324 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
325 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
326 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
327 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
328
329 static struct swblock **swhash;
330 static int swhash_mask;
331 static struct mtx swhash_mtx;
332
333 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
334 static struct sx sw_alloc_sx;
335
336
337 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
338         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
339
340 /*
341  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
342  * of searching a named list by hashing it just a little.
343  */
344
345 #define NOBJLISTS               8
346
347 #define NOBJLIST(handle)        \
348         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
349
350 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */
351 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
352 static uma_zone_t       swap_zone;
353
354 /*
355  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
356  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
357  * (see vm/swap_pager.h).
358  */
359 static vm_object_t
360                 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size,
361                     vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset, struct ucred *);
362 static void     swap_pager_dealloc(vm_object_t object);
363 static int      swap_pager_getpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
364 static void     swap_pager_putpages(vm_object_t, vm_page_t *, int, boolean_t, int *);
365 static boolean_t
366                 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after);
367 static void     swap_pager_init(void);
368 static void     swap_pager_unswapped(vm_page_t);
369 static void     swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp);
370
371 struct pagerops swappagerops = {
372         .pgo_init =     swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
373         .pgo_alloc =    swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
374         .pgo_dealloc =  swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
375         .pgo_getpages = swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
376         .pgo_putpages = swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
377         .pgo_haspage =  swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
378         .pgo_pageunswapped = swap_pager_unswapped,      /* remove swap related to page          */
379 };
380
381 /*
382  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
383  * internal.
384  */
385 static int nswap_lowat = 128;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
386 static int nswap_hiwat = 512;   /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
387
388 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax, CTLFLAG_RD, &nsw_cluster_max, 0,
389     "Maximum size of a swap block in pages");
390
391 static void     swp_sizecheck(void);
392 static void     swp_pager_async_iodone(struct buf *bp);
393 static int      swapongeom(struct thread *, struct vnode *);
394 static int      swaponvp(struct thread *, struct vnode *, u_long);
395 static int      swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred);
396
397 /*
398  * Swap bitmap functions
399  */
400 static void     swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages);
401 static daddr_t  swp_pager_getswapspace(int npages);
402
403 /*
404  * Metadata functions
405  */
406 static struct swblock **swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index);
407 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
408 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
409 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
410 static daddr_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
411
412 static void
413 swp_pager_free_nrpage(vm_page_t m)
414 {
415
416         vm_page_lock(m);
417         if (m->wire_count == 0)
418                 vm_page_free(m);
419         vm_page_unlock(m);
420 }
421
422 /*
423  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
424  *
425  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
426  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
427  *
428  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
429  *
430  *      No restrictions on call
431  *      This routine may not block.
432  */
433 static void
434 swp_sizecheck(void)
435 {
436
437         if (swap_pager_avail < nswap_lowat) {
438                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
439                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
440                         swap_pager_almost_full = 1;
441                 }
442         } else {
443                 swap_pager_full = 0;
444                 if (swap_pager_avail > nswap_hiwat)
445                         swap_pager_almost_full = 0;
446         }
447 }
448
449 /*
450  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
451  *
452  *      This is an helper function which hashes the swapblk given
453  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
454  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
455  *      find a swapblk.
456  */
457 static struct swblock **
458 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
459 {
460         struct swblock **pswap;
461         struct swblock *swap;
462
463         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
464         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
465         while ((swap = *pswap) != NULL) {
466                 if (swap->swb_object == object &&
467                     swap->swb_index == index
468                 ) {
469                         break;
470                 }
471                 pswap = &swap->swb_hnext;
472         }
473         return (pswap);
474 }
475
476 /*
477  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
478  *
479  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
480  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
481  *      system has yet to be initialized at this point.
482  */
483 static void
484 swap_pager_init(void)
485 {
486         /*
487          * Initialize object lists
488          */
489         int i;
490
491         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
492                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
493         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", NULL, MTX_DEF);
494         mtx_init(&sw_dev_mtx, "swapdev", NULL, MTX_DEF);
495         sx_init(&sw_alloc_sx, "swspsx");
496 }
497
498 /*
499  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
500  *
501  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
502  *      its main loop.
503  */
504 void
505 swap_pager_swap_init(void)
506 {
507         unsigned long n, n2;
508
509         /*
510          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
511          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
512          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
513          * but it isn't very efficient).
514          *
515          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
516          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
517          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
518          * constrained by the swap device interleave stripe size.
519          *
520          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
521          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
522          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
523          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
524          * a higher value would probably generate only a limited improvement
525          * with three or four active swap devices since the system does not
526          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
527          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
528          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
529          * So it all works out pretty well.
530          */
531         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
532
533         mtx_lock(&pbuf_mtx);
534         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
535         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
536         nsw_wcount_async = 4;
537         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
538         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
539
540         /*
541          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
542          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
543          * can hold 32 pages, so this is probably overkill.  This reservation
544          * is typically limited to around 32MB by default.
545          */
546         n = cnt.v_page_count / 2;
547         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
548                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
549         n2 = n;
550         swap_zone = uma_zcreate("SWAPMETA", sizeof(struct swblock), NULL, NULL,
551             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
552         if (swap_zone == NULL)
553                 panic("failed to create swap_zone.");
554         do {
555                 if (uma_zone_reserve_kva(swap_zone, n))
556                         break;
557                 /*
558                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
559                  * size of the previous attempt.
560                  */
561                 n -= ((n + 2) / 3);
562         } while (n > 0);
563         if (n2 != n)
564                 printf("Swap zone entries reduced from %lu to %lu.\n", n2, n);
565         swap_maxpages = n * SWAP_META_PAGES;
566         swzone = n * sizeof(struct swblock);
567         n2 = n;
568
569         /*
570          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
571          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an
572          * oversized hash table.
573          *
574          *      n:              size of hash table, must be power of 2
575          *      swhash_mask:    hash table index mask
576          */
577         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
578                 ;
579         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
580         swhash_mask = n - 1;
581         mtx_init(&swhash_mtx, "swap_pager swhash", NULL, MTX_DEF);
582 }
583
584 /*
585  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
586  *                      its metadata structures.
587  *
588  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
589  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
590  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
591  *
592  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
593  *      object lookup race, so we must interlock.
594  *
595  * MPSAFE
596  */
597 static vm_object_t
598 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
599     vm_ooffset_t offset, struct ucred *cred)
600 {
601         vm_object_t object;
602         vm_pindex_t pindex;
603
604         pindex = OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size);
605         if (handle) {
606                 mtx_lock(&Giant);
607                 /*
608                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
609                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
610                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
611                  * of the handle.
612                  */
613                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
614                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
615                 if (object == NULL) {
616                         if (cred != NULL) {
617                                 if (!swap_reserve_by_cred(size, cred)) {
618                                         sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
619                                         mtx_unlock(&Giant);
620                                         return (NULL);
621                                 }
622                                 crhold(cred);
623                         }
624                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
625                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
626                         object->handle = handle;
627                         if (cred != NULL) {
628                                 object->cred = cred;
629                                 object->charge = size;
630                         }
631                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
632                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
633                 }
634                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
635                 mtx_unlock(&Giant);
636         } else {
637                 if (cred != NULL) {
638                         if (!swap_reserve_by_cred(size, cred))
639                                 return (NULL);
640                         crhold(cred);
641                 }
642                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT, pindex);
643                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
644                 if (cred != NULL) {
645                         object->cred = cred;
646                         object->charge = size;
647                 }
648                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
649                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
650         }
651         return (object);
652 }
653
654 /*
655  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
656  *
657  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
658  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
659  *      routine is typically called only when the entire object is
660  *      about to be destroyed.
661  *
662  *      The object must be locked.
663  */
664 static void
665 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
666 {
667
668         /*
669          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
670          * pageout completion.
671          */
672         if (object->handle != NULL) {
673                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
674                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
675                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
676         }
677
678         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
679         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
680
681         /*
682          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
683          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
684          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
685          * if paging is still in progress on some objects.
686          */
687         swp_pager_meta_free_all(object);
688         object->handle = NULL;
689         object->type = OBJT_DEAD;
690 }
691
692 /************************************************************************
693  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
694  ************************************************************************/
695
696 /*
697  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
698  *
699  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
700  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
701  *      if the allocation failed.
702  *
703  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
704  *      when they configured swap and didn't configure enough.
705  *
706  *      This routine may not sleep.
707  *
708  *      We allocate in round-robin fashion from the configured devices.
709  */
710 static daddr_t
711 swp_pager_getswapspace(int npages)
712 {
713         daddr_t blk;
714         struct swdevt *sp;
715         int i;
716
717         blk = SWAPBLK_NONE;
718         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
719         sp = swdevhd;
720         for (i = 0; i < nswapdev; i++) {
721                 if (sp == NULL)
722                         sp = TAILQ_FIRST(&swtailq);
723                 if (!(sp->sw_flags & SW_CLOSING)) {
724                         blk = blist_alloc(sp->sw_blist, npages);
725                         if (blk != SWAPBLK_NONE) {
726                                 blk += sp->sw_first;
727                                 sp->sw_used += npages;
728                                 swap_pager_avail -= npages;
729                                 swp_sizecheck();
730                                 swdevhd = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
731                                 goto done;
732                         }
733                 }
734                 sp = TAILQ_NEXT(sp, sw_list);
735         }
736         if (swap_pager_full != 2) {
737                 printf("swap_pager_getswapspace(%d): failed\n", npages);
738                 swap_pager_full = 2;
739                 swap_pager_almost_full = 1;
740         }
741         swdevhd = NULL;
742 done:
743         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
744         return (blk);
745 }
746
747 static int
748 swp_pager_isondev(daddr_t blk, struct swdevt *sp)
749 {
750
751         return (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end);
752 }
753
754 static void
755 swp_pager_strategy(struct buf *bp)
756 {
757         struct swdevt *sp;
758
759         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
760         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
761                 if (bp->b_blkno >= sp->sw_first && bp->b_blkno < sp->sw_end) {
762                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
763                         if ((sp->sw_flags & SW_UNMAPPED) != 0 &&
764                             unmapped_buf_allowed) {
765                                 bp->b_kvaalloc = bp->b_data;
766                                 bp->b_data = unmapped_buf;
767                                 bp->b_kvabase = unmapped_buf;
768                                 bp->b_offset = 0;
769                                 bp->b_flags |= B_UNMAPPED;
770                         } else {
771                                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data,
772                                     &bp->b_pages[0], bp->b_bcount / PAGE_SIZE);
773                         }
774                         sp->sw_strategy(bp, sp);
775                         return;
776                 }
777         }
778         panic("Swapdev not found");
779 }
780
781
782 /*
783  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
784  *
785  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
786  *
787  *      This routine may not sleep.
788  */
789 static void
790 swp_pager_freeswapspace(daddr_t blk, int npages)
791 {
792         struct swdevt *sp;
793
794         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
795         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
796                 if (blk >= sp->sw_first && blk < sp->sw_end) {
797                         sp->sw_used -= npages;
798                         /*
799                          * If we are attempting to stop swapping on
800                          * this device, we don't want to mark any
801                          * blocks free lest they be reused.
802                          */
803                         if ((sp->sw_flags & SW_CLOSING) == 0) {
804                                 blist_free(sp->sw_blist, blk - sp->sw_first,
805                                     npages);
806                                 swap_pager_avail += npages;
807                                 swp_sizecheck();
808                         }
809                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
810                         return;
811                 }
812         }
813         panic("Swapdev not found");
814 }
815
816 /*
817  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
818  *                              range within an object.
819  *
820  *      This is a globally accessible routine.
821  *
822  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
823  *
824  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
825  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
826  *      we should be ok.
827  *
828  *      The object must be locked.
829  */
830 void
831 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
832 {
833
834         swp_pager_meta_free(object, start, size);
835 }
836
837 /*
838  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
839  *
840  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
841  *      swap blocks are not zeroed.  Any previous swap assignment is destroyed.
842  *
843  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
844  */
845 int
846 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
847 {
848         int n = 0;
849         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
850         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
851
852         VM_OBJECT_WLOCK(object);
853         while (size) {
854                 if (n == 0) {
855                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
856                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
857                                 n >>= 1;
858                                 if (n == 0) {
859                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
860                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
861                                         return (-1);
862                                 }
863                         }
864                 }
865                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
866                 --size;
867                 ++start;
868                 ++blk;
869                 --n;
870         }
871         swp_pager_meta_free(object, start, n);
872         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
873         return (0);
874 }
875
876 /*
877  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
878  *                      and destroy the source.
879  *
880  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
881  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
882  *      we keep the destination's.
883  *
884  *      This routine is allowed to sleep.  It may sleep allocating metadata
885  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
886  *      progress on the source.
887  *
888  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
889  *
890  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
891  *
892  *      The source and destination objects must be locked.
893  *      Both object locks may temporarily be released.
894  */
895 void
896 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
897     vm_pindex_t offset, int destroysource)
898 {
899         vm_pindex_t i;
900
901         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(srcobject);
902         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(dstobject);
903
904         /*
905          * If destroysource is set, we remove the source object from the
906          * swap_pager internal queue now.
907          */
908         if (destroysource) {
909                 if (srcobject->handle != NULL) {
910                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
911                         TAILQ_REMOVE(
912                             NOBJLIST(srcobject->handle),
913                             srcobject,
914                             pager_object_list
915                         );
916                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
917                 }
918         }
919
920         /*
921          * transfer source to destination.
922          */
923         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
924                 daddr_t dstaddr;
925
926                 /*
927                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
928                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
929                  * if the destination is a resident page, in which case the
930                  * source is thrown away.
931                  */
932                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
933
934                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
935                         /*
936                          * Destination has no swapblk and is not resident,
937                          * copy source.
938                          */
939                         daddr_t srcaddr;
940
941                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
942                             srcobject,
943                             i + offset,
944                             SWM_POP
945                         );
946
947                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE) {
948                                 /*
949                                  * swp_pager_meta_build() can sleep.
950                                  */
951                                 vm_object_pip_add(srcobject, 1);
952                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(srcobject);
953                                 vm_object_pip_add(dstobject, 1);
954                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
955                                 vm_object_pip_wakeup(dstobject);
956                                 VM_OBJECT_WLOCK(srcobject);
957                                 vm_object_pip_wakeup(srcobject);
958                         }
959                 } else {
960                         /*
961                          * Destination has valid swapblk or it is represented
962                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
963                          */
964
965                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
966                 }
967         }
968
969         /*
970          * Free left over swap blocks in source.
971          *
972          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
973          * double-remove the object from the swap queues.
974          */
975         if (destroysource) {
976                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
977                 /*
978                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
979                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
980                  * for consistency since we've removed the object from its
981                  * queues.
982                  */
983                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
984         }
985 }
986
987 /*
988  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
989  *                              the requested page.
990  *
991  *      We determine whether good backing store exists for the requested
992  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
993  *
994  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
995  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
996  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
997  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
998  *      doing here.
999  */
1000 static boolean_t
1001 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int *before, int *after)
1002 {
1003         daddr_t blk0;
1004
1005         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1006         /*
1007          * do we have good backing store at the requested index ?
1008          */
1009         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
1010
1011         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
1012                 if (before)
1013                         *before = 0;
1014                 if (after)
1015                         *after = 0;
1016                 return (FALSE);
1017         }
1018
1019         /*
1020          * find backwards-looking contiguous good backing store
1021          */
1022         if (before != NULL) {
1023                 int i;
1024
1025                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1026                         daddr_t blk;
1027
1028                         if (i > pindex)
1029                                 break;
1030                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
1031                         if (blk != blk0 - i)
1032                                 break;
1033                 }
1034                 *before = (i - 1);
1035         }
1036
1037         /*
1038          * find forward-looking contiguous good backing store
1039          */
1040         if (after != NULL) {
1041                 int i;
1042
1043                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
1044                         daddr_t blk;
1045
1046                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
1047                         if (blk != blk0 + i)
1048                                 break;
1049                 }
1050                 *after = (i - 1);
1051         }
1052         return (TRUE);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
1057  *
1058  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
1059  *      not, from the page.
1060  *
1061  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
1062  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
1063  *      calls us in a special-case situation
1064  *
1065  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
1066  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
1067  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
1068  *      depends on it.
1069  *
1070  *      This routine may not sleep.
1071  *
1072  *      The object containing the page must be locked.
1073  */
1074 static void
1075 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
1076 {
1077
1078         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
1079 }
1080
1081 /*
1082  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
1083  *
1084  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
1085  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1086  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1087  *      belongs to the same object.
1088  *
1089  *      The code is designed for asynchronous operation and
1090  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1091  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1092  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1093  *
1094  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1095  *      calling us and we should return with the same.
1096  *
1097  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1098  *      left busy, but the others adjusted.
1099  */
1100 static int
1101 swap_pager_getpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count, int reqpage)
1102 {
1103         struct buf *bp;
1104         vm_page_t mreq;
1105         int i;
1106         int j;
1107         daddr_t blk;
1108
1109         mreq = m[reqpage];
1110
1111         KASSERT(mreq->object == object,
1112             ("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
1113             object, mreq->object));
1114
1115         /*
1116          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1117          * their swapblks.  We require a *contiguous* range but we know it to
1118          * not span devices.   If we do not supply it, bad things
1119          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the
1120          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1121          *
1122          * The swp_*() calls must be made with the object locked.
1123          */
1124         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1125
1126         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1127                 daddr_t iblk;
1128
1129                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1130                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1131                         break;
1132         }
1133         ++i;
1134
1135         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1136                 daddr_t jblk;
1137
1138                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1139                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1140                         break;
1141         }
1142
1143         /*
1144          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1145          * mreq, it must remain busy throughout.
1146          */
1147         if (0 < i || j < count) {
1148                 int k;
1149
1150                 for (k = 0; k < i; ++k)
1151                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1152                 for (k = j; k < count; ++k)
1153                         swp_pager_free_nrpage(m[k]);
1154         }
1155
1156         /*
1157          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq
1158          * still busy, but the others unbusied.
1159          */
1160         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1161                 return (VM_PAGER_FAIL);
1162
1163         /*
1164          * Getpbuf() can sleep.
1165          */
1166         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1167         /*
1168          * Get a swap buffer header to perform the IO
1169          */
1170         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1171         bp->b_flags |= B_PAGING;
1172
1173         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1174         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1175         bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1176         bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1177         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1178         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1179         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1180         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1181
1182         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1183         {
1184                 int k;
1185
1186                 for (k = i; k < j; ++k) {
1187                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1188                         m[k]->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1189                 }
1190         }
1191         bp->b_npages = j - i;
1192
1193         PCPU_INC(cnt.v_swapin);
1194         PCPU_ADD(cnt.v_swappgsin, bp->b_npages);
1195
1196         /*
1197          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1198          * does not remove it.
1199          */
1200         vm_object_pip_add(object, bp->b_npages);
1201         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1202
1203         /*
1204          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1205          * this point because we automatically release it on completion.
1206          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1207          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1208          *
1209          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1210          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1211          *
1212          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1213          */
1214         BUF_KERNPROC(bp);
1215         swp_pager_strategy(bp);
1216
1217         /*
1218          * wait for the page we want to complete.  VPO_SWAPINPROG is always
1219          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1220          * is set in the meta-data.
1221          */
1222         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1223         while ((mreq->oflags & VPO_SWAPINPROG) != 0) {
1224                 mreq->oflags |= VPO_SWAPSLEEP;
1225                 PCPU_INC(cnt.v_intrans);
1226                 if (VM_OBJECT_SLEEP(object, &object->paging_in_progress, PSWP,
1227                     "swread", hz * 20)) {
1228                         printf(
1229 "swap_pager: indefinite wait buffer: bufobj: %p, blkno: %jd, size: %ld\n",
1230                             bp->b_bufobj, (intmax_t)bp->b_blkno, bp->b_bcount);
1231                 }
1232         }
1233
1234         /*
1235          * mreq is left busied after completion, but all the other pages
1236          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1237          * not be valid.
1238          */
1239         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1240                 return (VM_PAGER_ERROR);
1241         } else {
1242                 return (VM_PAGER_OK);
1243         }
1244
1245         /*
1246          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1247          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1248          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1249          * to all-zero's later.
1250          */
1251 }
1252
1253 /*
1254  *      swap_pager_putpages:
1255  *
1256  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1257  *
1258  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1259  *      are automatically converted to SWAP objects.
1260  *
1261  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new
1262  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1263  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1264  *      which needs work.
1265  *
1266  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1267  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1268  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1269  *      completion.
1270  *
1271  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1272  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1273  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1274  */
1275 void
1276 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1277     int flags, int *rtvals)
1278 {
1279         int i, n;
1280         boolean_t sync;
1281
1282         if (count && m[0]->object != object) {
1283                 panic("swap_pager_putpages: object mismatch %p/%p",
1284                     object,
1285                     m[0]->object
1286                 );
1287         }
1288
1289         /*
1290          * Step 1
1291          *
1292          * Turn object into OBJT_SWAP
1293          * check for bogus sysops
1294          * force sync if not pageout process
1295          */
1296         if (object->type != OBJT_SWAP)
1297                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1298         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1299
1300         n = 0;
1301         if (curproc != pageproc)
1302                 sync = TRUE;
1303         else
1304                 sync = (flags & VM_PAGER_PUT_SYNC) != 0;
1305
1306         /*
1307          * Step 2
1308          *
1309          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.
1310          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1311          */
1312         mtx_lock(&pbuf_mtx);
1313         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1314                 int n;
1315
1316                 /*
1317                  * limit range
1318                  */
1319                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1320                         n = nswbuf / 2;
1321                 if (n < 1)
1322                         n = 1;
1323                 swap_async_max = n;
1324
1325                 /*
1326                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1327                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1328                  * at this time.
1329                  */
1330                 n -= nsw_wcount_async_max;
1331                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1332                         nsw_wcount_async += n;
1333                         nsw_wcount_async_max += n;
1334                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1335                 }
1336         }
1337         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
1338
1339         /*
1340          * Step 3
1341          *
1342          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1343          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1344          * successfully.
1345          */
1346         for (i = 0; i < count; i += n) {
1347                 int j;
1348                 struct buf *bp;
1349                 daddr_t blk;
1350
1351                 /*
1352                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1353                  */
1354                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1355                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1356
1357                 /*
1358                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1359                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1360                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1361                  * fragment swap.
1362                  */
1363                 while (
1364                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1365                     n > 4
1366                 ) {
1367                         n >>= 1;
1368                 }
1369                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1370                         for (j = 0; j < n; ++j)
1371                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1372                         continue;
1373                 }
1374
1375                 /*
1376                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1377                  * request and assign the swap space.
1378                  */
1379                 if (sync == TRUE) {
1380                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1381                 } else {
1382                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1383                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1384                 }
1385                 bp->b_flags |= B_PAGING;
1386                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1387
1388                 bp->b_rcred = crhold(thread0.td_ucred);
1389                 bp->b_wcred = crhold(thread0.td_ucred);
1390                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1391                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1392                 bp->b_blkno = blk;
1393
1394                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1395                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1396                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1397
1398                         swp_pager_meta_build(
1399                             mreq->object,
1400                             mreq->pindex,
1401                             blk + j
1402                         );
1403                         MPASS(mreq->dirty == VM_PAGE_BITS_ALL);
1404                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1405
1406                         mreq->oflags |= VPO_SWAPINPROG;
1407                         bp->b_pages[j] = mreq;
1408                 }
1409                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1410                 bp->b_npages = n;
1411                 /*
1412                  * Must set dirty range for NFS to work.
1413                  */
1414                 bp->b_dirtyoff = 0;
1415                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1416
1417                 PCPU_INC(cnt.v_swapout);
1418                 PCPU_ADD(cnt.v_swappgsout, bp->b_npages);
1419
1420                 /*
1421                  * asynchronous
1422                  *
1423                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1424                  */
1425                 if (sync == FALSE) {
1426                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1427                         BUF_KERNPROC(bp);
1428                         swp_pager_strategy(bp);
1429
1430                         for (j = 0; j < n; ++j)
1431                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1432                         /* restart outter loop */
1433                         continue;
1434                 }
1435
1436                 /*
1437                  * synchronous
1438                  *
1439                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to swapdev_strategy
1440                  */
1441                 bp->b_iodone = bdone;
1442                 swp_pager_strategy(bp);
1443
1444                 /*
1445                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1446                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1447                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1448                  * double-free.
1449                  */
1450                 bwait(bp, PVM, "swwrt");
1451                 for (j = 0; j < n; ++j)
1452                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1453                 /*
1454                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1455                  * normal async completion, which frees everything up.
1456                  */
1457                 swp_pager_async_iodone(bp);
1458         }
1459         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1460 }
1461
1462 /*
1463  *      swp_pager_async_iodone:
1464  *
1465  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1466  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1467  *
1468  *      This routine may not sleep.
1469  */
1470 static void
1471 swp_pager_async_iodone(struct buf *bp)
1472 {
1473         int i;
1474         vm_object_t object = NULL;
1475
1476         /*
1477          * report error
1478          */
1479         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1480                 printf(
1481                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1482                         "size %ld, error %d\n",
1483                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1484                     (long)bp->b_blkno,
1485                     (long)bp->b_bcount,
1486                     bp->b_error
1487                 );
1488         }
1489
1490         /*
1491          * remove the mapping for kernel virtual
1492          */
1493         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
1494                 bp->b_data = bp->b_kvaalloc;
1495                 bp->b_kvabase = bp->b_kvaalloc;
1496                 bp->b_flags &= ~B_UNMAPPED;
1497         } else
1498                 pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1499
1500         if (bp->b_npages) {
1501                 object = bp->b_pages[0]->object;
1502                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1503         }
1504
1505         /*
1506          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1507          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1508          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1509          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1510          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1511          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1512          */
1513         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1514                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1515
1516                 m->oflags &= ~VPO_SWAPINPROG;
1517                 if (m->oflags & VPO_SWAPSLEEP) {
1518                         m->oflags &= ~VPO_SWAPSLEEP;
1519                         wakeup(&object->paging_in_progress);
1520                 }
1521
1522                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1523                         /*
1524                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1525                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1526                          * can never be used again.  But I can't from an
1527                          * interrupt.
1528                          */
1529                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1530                                 /*
1531                                  * When reading, reqpage needs to stay
1532                                  * locked for the parent, but all other
1533                                  * pages can be freed.  We still want to
1534                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1535                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and
1536                                  * not match anything ).
1537                                  *
1538                                  * We have to wake specifically requested pages
1539                                  * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1540                                  * someone may be waiting for that.
1541                                  *
1542                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1543                                  * be overridden by the original caller of
1544                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1545                                  */
1546                                 m->valid = 0;
1547                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1548                                         swp_pager_free_nrpage(m);
1549                                 else {
1550                                         vm_page_lock(m);
1551                                         vm_page_flash(m);
1552                                         vm_page_unlock(m);
1553                                 }
1554                                 /*
1555                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake
1556                                  * the page up.  The caller needs to.
1557                                  */
1558                         } else {
1559                                 /*
1560                                  * If a write error occurs, reactivate page
1561                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1562                                  * then finish the I/O.
1563                                  */
1564                                 vm_page_dirty(m);
1565                                 vm_page_lock(m);
1566                                 vm_page_activate(m);
1567                                 vm_page_unlock(m);
1568                                 vm_page_sunbusy(m);
1569                         }
1570                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1571                         /*
1572                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1573                          * overridden by the original caller of getpages so
1574                          * we cannot set them in order to free the underlying
1575                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1576                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1577                          * that existed in the old swapper for a time before
1578                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1579                          *
1580                          * If not the requested page then deactivate it.
1581                          *
1582                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1583                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1584                          * other pages are released (unbusied) by
1585                          * vm_page_xunbusy().
1586                          */
1587                         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
1588                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is mapped", m));
1589                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1590                         KASSERT(m->dirty == 0,
1591                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is dirty", m));
1592
1593                         /*
1594                          * We have to wake specifically requested pages
1595                          * up too because we cleared VPO_SWAPINPROG and
1596                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1597                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1598                          * requested page - getpages expects it to be
1599                          * left busy.
1600                          */
1601                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1602                                 vm_page_lock(m);
1603                                 vm_page_deactivate(m);
1604                                 vm_page_unlock(m);
1605                                 vm_page_xunbusy(m);
1606                         } else {
1607                                 vm_page_lock(m);
1608                                 vm_page_flash(m);
1609                                 vm_page_unlock(m);
1610                         }
1611                 } else {
1612                         /*
1613                          * For write success, clear the dirty
1614                          * status, then finish the I/O ( which decrements the
1615                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1616                          */
1617                         KASSERT(!pmap_page_is_write_mapped(m),
1618                             ("swp_pager_async_iodone: page %p is not write"
1619                             " protected", m));
1620                         vm_page_undirty(m);
1621                         vm_page_sunbusy(m);
1622                         if (vm_page_count_severe()) {
1623                                 vm_page_lock(m);
1624                                 vm_page_try_to_cache(m);
1625                                 vm_page_unlock(m);
1626                         }
1627                 }
1628         }
1629
1630         /*
1631          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1632          * pip refs on the object.
1633          */
1634         if (object != NULL) {
1635                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1636                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1637         }
1638
1639         /*
1640          * swapdev_strategy() manually sets b_vp and b_bufobj before calling
1641          * bstrategy(). Set them back to NULL now we're done with it, or we'll
1642          * trigger a KASSERT in relpbuf().
1643          */
1644         if (bp->b_vp) {
1645                     bp->b_vp = NULL;
1646                     bp->b_bufobj = NULL;
1647         }
1648         /*
1649          * release the physical I/O buffer
1650          */
1651         relpbuf(
1652             bp,
1653             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount :
1654                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ?
1655                     &nsw_wcount_async :
1656                     &nsw_wcount_sync
1657                 )
1658             )
1659         );
1660 }
1661
1662 /*
1663  *      swap_pager_isswapped:
1664  *
1665  *      Return 1 if at least one page in the given object is paged
1666  *      out to the given swap device.
1667  *
1668  *      This routine may not sleep.
1669  */
1670 int
1671 swap_pager_isswapped(vm_object_t object, struct swdevt *sp)
1672 {
1673         daddr_t index = 0;
1674         int bcount;
1675         int i;
1676
1677         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1678         if (object->type != OBJT_SWAP)
1679                 return (0);
1680
1681         mtx_lock(&swhash_mtx);
1682         for (bcount = 0; bcount < object->un_pager.swp.swp_bcount; bcount++) {
1683                 struct swblock *swap;
1684
1685                 if ((swap = *swp_pager_hash(object, index)) != NULL) {
1686                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1687                                 if (swp_pager_isondev(swap->swb_pages[i], sp)) {
1688                                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1689                                         return (1);
1690                                 }
1691                         }
1692                 }
1693                 index += SWAP_META_PAGES;
1694         }
1695         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1696         return (0);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * SWP_PAGER_FORCE_PAGEIN() - force a swap block to be paged in
1701  *
1702  *      This routine dissociates the page at the given index within a
1703  *      swap block from its backing store, paging it in if necessary.
1704  *      If the page is paged in, it is placed in the inactive queue,
1705  *      since it had its backing store ripped out from under it.
1706  *      We also attempt to swap in all other pages in the swap block,
1707  *      we only guarantee that the one at the specified index is
1708  *      paged in.
1709  *
1710  *      XXX - The code to page the whole block in doesn't work, so we
1711  *            revert to the one-by-one behavior for now.  Sigh.
1712  */
1713 static inline void
1714 swp_pager_force_pagein(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1715 {
1716         vm_page_t m;
1717
1718         vm_object_pip_add(object, 1);
1719         m = vm_page_grab(object, pindex, VM_ALLOC_NORMAL);
1720         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1721                 vm_object_pip_subtract(object, 1);
1722                 vm_page_dirty(m);
1723                 vm_page_lock(m);
1724                 vm_page_activate(m);
1725                 vm_page_unlock(m);
1726                 vm_page_xunbusy(m);
1727                 vm_pager_page_unswapped(m);
1728                 return;
1729         }
1730
1731         if (swap_pager_getpages(object, &m, 1, 0) != VM_PAGER_OK)
1732                 panic("swap_pager_force_pagein: read from swap failed");/*XXX*/
1733         vm_object_pip_subtract(object, 1);
1734         vm_page_dirty(m);
1735         vm_page_lock(m);
1736         vm_page_deactivate(m);
1737         vm_page_unlock(m);
1738         vm_page_xunbusy(m);
1739         vm_pager_page_unswapped(m);
1740 }
1741
1742 /*
1743  *      swap_pager_swapoff:
1744  *
1745  *      Page in all of the pages that have been paged out to the
1746  *      given device.  The corresponding blocks in the bitmap must be
1747  *      marked as allocated and the device must be flagged SW_CLOSING.
1748  *      There may be no processes swapped out to the device.
1749  *
1750  *      This routine may block.
1751  */
1752 static void
1753 swap_pager_swapoff(struct swdevt *sp)
1754 {
1755         struct swblock *swap;
1756         vm_object_t locked_obj, object;
1757         vm_pindex_t pindex;
1758         int i, j, retries;
1759
1760         GIANT_REQUIRED;
1761
1762         retries = 0;
1763         locked_obj = NULL;
1764 full_rescan:
1765         mtx_lock(&swhash_mtx);
1766         for (i = 0; i <= swhash_mask; i++) { /* '<=' is correct here */
1767 restart:
1768                 for (swap = swhash[i]; swap != NULL; swap = swap->swb_hnext) {
1769                         object = swap->swb_object;
1770                         pindex = swap->swb_index;
1771                         for (j = 0; j < SWAP_META_PAGES; ++j) {
1772                                 if (!swp_pager_isondev(swap->swb_pages[j], sp))
1773                                         continue;
1774                                 if (locked_obj != object) {
1775                                         if (locked_obj != NULL)
1776                                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1777                                         locked_obj = object;
1778                                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
1779                                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1780                                                 /* Depends on type-stability. */
1781                                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1782                                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1783                                                 goto restart;
1784                                         }
1785                                 }
1786                                 MPASS(locked_obj == object);
1787                                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1788                                 swp_pager_force_pagein(object, pindex + j);
1789                                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1790                                 goto restart;
1791                         }
1792                 }
1793         }
1794         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1795         if (locked_obj != NULL) {
1796                 VM_OBJECT_WUNLOCK(locked_obj);
1797                 locked_obj = NULL;
1798         }
1799         if (sp->sw_used) {
1800                 /*
1801                  * Objects may be locked or paging to the device being
1802                  * removed, so we will miss their pages and need to
1803                  * make another pass.  We have marked this device as
1804                  * SW_CLOSING, so the activity should finish soon.
1805                  */
1806                 retries++;
1807                 if (retries > 100) {
1808                         panic("swapoff: failed to locate %d swap blocks",
1809                             sp->sw_used);
1810                 }
1811                 pause("swpoff", hz / 20);
1812                 goto full_rescan;
1813         }
1814 }
1815
1816 /************************************************************************
1817  *                              SWAP META DATA                          *
1818  ************************************************************************
1819  *
1820  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1821  *      OBJT_SWAP object.
1822  *
1823  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1824  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1825  *      appropriate tracking counters.
1826  */
1827
1828 /*
1829  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1830  *
1831  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1832  *      object.
1833  *
1834  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1835  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1836  *      assigned swapblk is freed.
1837  */
1838 static void
1839 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, daddr_t swapblk)
1840 {
1841         static volatile int exhausted;
1842         struct swblock *swap;
1843         struct swblock **pswap;
1844         int idx;
1845
1846         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1847         /*
1848          * Convert default object to swap object if necessary
1849          */
1850         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1851                 object->type = OBJT_SWAP;
1852                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1853
1854                 if (object->handle != NULL) {
1855                         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1856                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1857                             NOBJLIST(object->handle),
1858                             object,
1859                             pager_object_list
1860                         );
1861                         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1862                 }
1863         }
1864
1865         /*
1866          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1867          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1868          * and, since the hash table may have changed, retry.
1869          */
1870 retry:
1871         mtx_lock(&swhash_mtx);
1872         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
1873
1874         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1875                 int i;
1876
1877                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1878                         goto done;
1879
1880                 swap = *pswap = uma_zalloc(swap_zone, M_NOWAIT |
1881                     (curproc == pageproc ? M_USE_RESERVE : 0));
1882                 if (swap == NULL) {
1883                         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1884                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1885                         if (uma_zone_exhausted(swap_zone)) {
1886                                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 0, 1))
1887                                         printf("swap zone exhausted, "
1888                                             "increase kern.maxswzone\n");
1889                                 vm_pageout_oom(VM_OOM_SWAPZ);
1890                                 pause("swzonex", 10);
1891                         } else
1892                                 VM_WAIT;
1893                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
1894                         goto retry;
1895                 }
1896
1897                 if (atomic_cmpset_int(&exhausted, 1, 0))
1898                         printf("swap zone ok\n");
1899
1900                 swap->swb_hnext = NULL;
1901                 swap->swb_object = object;
1902                 swap->swb_index = pindex & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
1903                 swap->swb_count = 0;
1904
1905                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1906
1907                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1908                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1909         }
1910
1911         /*
1912          * Delete prior contents of metadata
1913          */
1914         idx = pindex & SWAP_META_MASK;
1915
1916         if (swap->swb_pages[idx] != SWAPBLK_NONE) {
1917                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[idx], 1);
1918                 --swap->swb_count;
1919         }
1920
1921         /*
1922          * Enter block into metadata
1923          */
1924         swap->swb_pages[idx] = swapblk;
1925         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1926                 ++swap->swb_count;
1927 done:
1928         mtx_unlock(&swhash_mtx);
1929 }
1930
1931 /*
1932  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1933  *
1934  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1935  *      returned to the swap bitmap.
1936  *
1937  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1938  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1939  *      with resident pages.
1940  */
1941 static void
1942 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1943 {
1944
1945         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1946         if (object->type != OBJT_SWAP)
1947                 return;
1948
1949         while (count > 0) {
1950                 struct swblock **pswap;
1951                 struct swblock *swap;
1952
1953                 mtx_lock(&swhash_mtx);
1954                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1955
1956                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1957                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1958
1959                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1960                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1961                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1962                                         SWAPBLK_NONE;
1963                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1964                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1965                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
1966                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1967                                 }
1968                         }
1969                         --count;
1970                         ++index;
1971                 } else {
1972                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1973                         count -= n;
1974                         index += n;
1975                 }
1976                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
1977         }
1978 }
1979
1980 /*
1981  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1982  *
1983  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1984  *      an object.
1985  */
1986 static void
1987 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1988 {
1989         struct swblock **pswap, *swap;
1990         vm_pindex_t index;
1991         daddr_t v;
1992         int i;
1993
1994         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1995         if (object->type != OBJT_SWAP)
1996                 return;
1997
1998         index = 0;
1999         while (object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2000                 mtx_lock(&swhash_mtx);
2001                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
2002                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
2003                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2004                                 v = swap->swb_pages[i];
2005                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2006                                         --swap->swb_count;
2007                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
2008                                 }
2009                         }
2010                         if (swap->swb_count != 0)
2011                                 panic(
2012                                     "swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2013                         *pswap = swap->swb_hnext;
2014                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2015                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2016                 }
2017                 mtx_unlock(&swhash_mtx);
2018                 index += SWAP_META_PAGES;
2019         }
2020 }
2021
2022 /*
2023  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2024  *
2025  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2026  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2027  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2028  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2029  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
2030  *      meta-data swapblks.
2031  *
2032  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2033  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2034  *
2035  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
2036  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
2037  *      busy page.
2038  *
2039  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2040  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2041  */
2042 static daddr_t
2043 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int flags)
2044 {
2045         struct swblock **pswap;
2046         struct swblock *swap;
2047         daddr_t r1;
2048         int idx;
2049
2050         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
2051         /*
2052          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP
2053          * and even then might not be allocated yet.
2054          */
2055         if (object->type != OBJT_SWAP)
2056                 return (SWAPBLK_NONE);
2057
2058         r1 = SWAPBLK_NONE;
2059         mtx_lock(&swhash_mtx);
2060         pswap = swp_pager_hash(object, pindex);
2061
2062         if ((swap = *pswap) != NULL) {
2063                 idx = pindex & SWAP_META_MASK;
2064                 r1 = swap->swb_pages[idx];
2065
2066                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2067                         if (flags & SWM_FREE) {
2068                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
2069                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2070                         }
2071                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2072                                 swap->swb_pages[idx] = SWAPBLK_NONE;
2073                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2074                                         *pswap = swap->swb_hnext;
2075                                         uma_zfree(swap_zone, swap);
2076                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2077                                 }
2078                         }
2079                 }
2080         }
2081         mtx_unlock(&swhash_mtx);
2082         return (r1);
2083 }
2084
2085 /*
2086  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
2087  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
2088  * if already swapping on this device.
2089  */
2090 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2091 struct swapon_args {
2092         char *name;
2093 };
2094 #endif
2095
2096 /*
2097  * MPSAFE
2098  */
2099 /* ARGSUSED */
2100 int
2101 sys_swapon(struct thread *td, struct swapon_args *uap)
2102 {
2103         struct vattr attr;
2104         struct vnode *vp;
2105         struct nameidata nd;
2106         int error;
2107
2108         error = priv_check(td, PRIV_SWAPON);
2109         if (error)
2110                 return (error);
2111
2112         mtx_lock(&Giant);
2113         while (swdev_syscall_active)
2114             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpon", 0);
2115         swdev_syscall_active = 1;
2116
2117         /*
2118          * Swap metadata may not fit in the KVM if we have physical
2119          * memory of >1GB.
2120          */
2121         if (swap_zone == NULL) {
2122                 error = ENOMEM;
2123                 goto done;
2124         }
2125
2126         NDINIT(&nd, LOOKUP, ISOPEN | FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE,
2127             uap->name, td);
2128         error = namei(&nd);
2129         if (error)
2130                 goto done;
2131
2132         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2133         vp = nd.ni_vp;
2134
2135         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2136                 error = swapongeom(td, vp);
2137         } else if (vp->v_type == VREG &&
2138             (vp->v_mount->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_NETWORK) != 0 &&
2139             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td->td_ucred)) == 0) {
2140                 /*
2141                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
2142                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
2143                  */
2144                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
2145         }
2146
2147         if (error)
2148                 vrele(vp);
2149 done:
2150         swdev_syscall_active = 0;
2151         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2152         mtx_unlock(&Giant);
2153         return (error);
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Check that the total amount of swap currently configured does not
2158  * exceed half the theoretical maximum.  If it does, print a warning
2159  * message and return -1; otherwise, return 0.
2160  */
2161 static int
2162 swapon_check_swzone(unsigned long npages)
2163 {
2164         unsigned long maxpages;
2165
2166         /* absolute maximum we can handle assuming 100% efficiency */
2167         maxpages = uma_zone_get_max(swap_zone) * SWAP_META_PAGES;
2168
2169         /* recommend using no more than half that amount */
2170         if (npages > maxpages / 2) {
2171                 printf("warning: total configured swap (%lu pages) "
2172                     "exceeds maximum recommended amount (%lu pages).\n",
2173                     npages, maxpages / 2);
2174                 printf("warning: increase kern.maxswzone "
2175                     "or reduce amount of swap.\n");
2176                 return (-1);
2177         }
2178         return (0);
2179 }
2180
2181 static void
2182 swaponsomething(struct vnode *vp, void *id, u_long nblks,
2183     sw_strategy_t *strategy, sw_close_t *close, dev_t dev, int flags)
2184 {
2185         struct swdevt *sp, *tsp;
2186         swblk_t dvbase;
2187         u_long mblocks;
2188
2189         /*
2190          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
2191          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
2192          *
2193          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
2194          */
2195         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
2196         nblks = dbtoc(nblks);
2197
2198         /*
2199          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
2200          * tree bitmap code.
2201          */
2202         mblocks = 0x40000000 / BLIST_META_RADIX;
2203         if (nblks > mblocks) {
2204                 printf(
2205     "WARNING: reducing swap size to maximum of %luMB per unit\n",
2206                     mblocks / 1024 / 1024 * PAGE_SIZE);
2207                 nblks = mblocks;
2208         }
2209
2210         sp = malloc(sizeof *sp, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
2211         sp->sw_vp = vp;
2212         sp->sw_id = id;
2213         sp->sw_dev = dev;
2214         sp->sw_flags = 0;
2215         sp->sw_nblks = nblks;
2216         sp->sw_used = 0;
2217         sp->sw_strategy = strategy;
2218         sp->sw_close = close;
2219         sp->sw_flags = flags;
2220
2221         sp->sw_blist = blist_create(nblks, M_WAITOK);
2222         /*
2223          * Do not free the first two block in order to avoid overwriting
2224          * any bsd label at the front of the partition
2225          */
2226         blist_free(sp->sw_blist, 2, nblks - 2);
2227
2228         dvbase = 0;
2229         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2230         TAILQ_FOREACH(tsp, &swtailq, sw_list) {
2231                 if (tsp->sw_end >= dvbase) {
2232                         /*
2233                          * We put one uncovered page between the devices
2234                          * in order to definitively prevent any cross-device
2235                          * I/O requests
2236                          */
2237                         dvbase = tsp->sw_end + 1;
2238                 }
2239         }
2240         sp->sw_first = dvbase;
2241         sp->sw_end = dvbase + nblks;
2242         TAILQ_INSERT_TAIL(&swtailq, sp, sw_list);
2243         nswapdev++;
2244         swap_pager_avail += nblks - 2;
2245         swap_total += (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2246         swapon_check_swzone(swap_total / PAGE_SIZE);
2247         swp_sizecheck();
2248         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * SYSCALL: swapoff(devname)
2253  *
2254  * Disable swapping on the given device.
2255  *
2256  * XXX: Badly designed system call: it should use a device index
2257  * rather than filename as specification.  We keep sw_vp around
2258  * only to make this work.
2259  */
2260 #ifndef _SYS_SYSPROTO_H_
2261 struct swapoff_args {
2262         char *name;
2263 };
2264 #endif
2265
2266 /*
2267  * MPSAFE
2268  */
2269 /* ARGSUSED */
2270 int
2271 sys_swapoff(struct thread *td, struct swapoff_args *uap)
2272 {
2273         struct vnode *vp;
2274         struct nameidata nd;
2275         struct swdevt *sp;
2276         int error;
2277
2278         error = priv_check(td, PRIV_SWAPOFF);
2279         if (error)
2280                 return (error);
2281
2282         mtx_lock(&Giant);
2283         while (swdev_syscall_active)
2284             tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2285         swdev_syscall_active = 1;
2286
2287         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | AUDITVNODE1, UIO_USERSPACE, uap->name,
2288             td);
2289         error = namei(&nd);
2290         if (error)
2291                 goto done;
2292         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2293         vp = nd.ni_vp;
2294
2295         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2296         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2297                 if (sp->sw_vp == vp)
2298                         break;
2299         }
2300         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2301         if (sp == NULL) {
2302                 error = EINVAL;
2303                 goto done;
2304         }
2305         error = swapoff_one(sp, td->td_ucred);
2306 done:
2307         swdev_syscall_active = 0;
2308         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2309         mtx_unlock(&Giant);
2310         return (error);
2311 }
2312
2313 static int
2314 swapoff_one(struct swdevt *sp, struct ucred *cred)
2315 {
2316         u_long nblks;
2317 #ifdef MAC
2318         int error;
2319 #endif
2320
2321         mtx_assert(&Giant, MA_OWNED);
2322 #ifdef MAC
2323         (void) vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2324         error = mac_system_check_swapoff(cred, sp->sw_vp);
2325         (void) VOP_UNLOCK(sp->sw_vp, 0);
2326         if (error != 0)
2327                 return (error);
2328 #endif
2329         nblks = sp->sw_nblks;
2330
2331         /*
2332          * We can turn off this swap device safely only if the
2333          * available virtual memory in the system will fit the amount
2334          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
2335          * the system doesn't become critically low on swap space.
2336          */
2337         if (cnt.v_free_count + cnt.v_cache_count + swap_pager_avail <
2338             nblks + nswap_lowat) {
2339                 return (ENOMEM);
2340         }
2341
2342         /*
2343          * Prevent further allocations on this device.
2344          */
2345         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2346         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2347         swap_pager_avail -= blist_fill(sp->sw_blist, 0, nblks);
2348         swap_total -= (vm_ooffset_t)nblks * PAGE_SIZE;
2349         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2350
2351         /*
2352          * Page in the contents of the device and close it.
2353          */
2354         swap_pager_swapoff(sp);
2355
2356         sp->sw_close(curthread, sp);
2357         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2358         sp->sw_id = NULL;
2359         TAILQ_REMOVE(&swtailq, sp, sw_list);
2360         nswapdev--;
2361         if (nswapdev == 0) {
2362                 swap_pager_full = 2;
2363                 swap_pager_almost_full = 1;
2364         }
2365         if (swdevhd == sp)
2366                 swdevhd = NULL;
2367         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2368         blist_destroy(sp->sw_blist);
2369         free(sp, M_VMPGDATA);
2370         return (0);
2371 }
2372
2373 void
2374 swapoff_all(void)
2375 {
2376         struct swdevt *sp, *spt;
2377         const char *devname;
2378         int error;
2379
2380         mtx_lock(&Giant);
2381         while (swdev_syscall_active)
2382                 tsleep(&swdev_syscall_active, PUSER - 1, "swpoff", 0);
2383         swdev_syscall_active = 1;
2384
2385         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2386         TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &swtailq, sw_list, spt) {
2387                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2388                 if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2389                         devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2390                 else
2391                         devname = "[file]";
2392                 error = swapoff_one(sp, thread0.td_ucred);
2393                 if (error != 0) {
2394                         printf("Cannot remove swap device %s (error=%d), "
2395                             "skipping.\n", devname, error);
2396                 } else if (bootverbose) {
2397                         printf("Swap device %s removed.\n", devname);
2398                 }
2399                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2400         }
2401         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2402
2403         swdev_syscall_active = 0;
2404         wakeup_one(&swdev_syscall_active);
2405         mtx_unlock(&Giant);
2406 }
2407
2408 void
2409 swap_pager_status(int *total, int *used)
2410 {
2411         struct swdevt *sp;
2412
2413         *total = 0;
2414         *used = 0;
2415         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2416         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2417                 *total += sp->sw_nblks;
2418                 *used += sp->sw_used;
2419         }
2420         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2421 }
2422
2423 int
2424 swap_dev_info(int name, struct xswdev *xs, char *devname, size_t len)
2425 {
2426         struct swdevt *sp;
2427         const char *tmp_devname;
2428         int error, n;
2429
2430         n = 0;
2431         error = ENOENT;
2432         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2433         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2434                 if (n != name) {
2435                         n++;
2436                         continue;
2437                 }
2438                 xs->xsw_version = XSWDEV_VERSION;
2439                 xs->xsw_dev = sp->sw_dev;
2440                 xs->xsw_flags = sp->sw_flags;
2441                 xs->xsw_nblks = sp->sw_nblks;
2442                 xs->xsw_used = sp->sw_used;
2443                 if (devname != NULL) {
2444                         if (vn_isdisk(sp->sw_vp, NULL))
2445                                 tmp_devname = devtoname(sp->sw_vp->v_rdev);
2446                         else
2447                                 tmp_devname = "[file]";
2448                         strncpy(devname, tmp_devname, len);
2449                 }
2450                 error = 0;
2451                 break;
2452         }
2453         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2454         return (error);
2455 }
2456
2457 static int
2458 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
2459 {
2460         struct xswdev xs;
2461         int error;
2462
2463         if (arg2 != 1)                  /* name length */
2464                 return (EINVAL);
2465         error = swap_dev_info(*(int *)arg1, &xs, NULL, 0);
2466         if (error != 0)
2467                 return (error);
2468         error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
2469         return (error);
2470 }
2471
2472 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswapdev, 0,
2473     "Number of swap devices");
2474 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
2475     "Swap statistics by device");
2476
2477 /*
2478  * vmspace_swap_count() - count the approximate swap usage in pages for a
2479  *                        vmspace.
2480  *
2481  *      The map must be locked.
2482  *
2483  *      Swap usage is determined by taking the proportional swap used by
2484  *      VM objects backing the VM map.  To make up for fractional losses,
2485  *      if the VM object has any swap use at all the associated map entries
2486  *      count for at least 1 swap page.
2487  */
2488 long
2489 vmspace_swap_count(struct vmspace *vmspace)
2490 {
2491         vm_map_t map;
2492         vm_map_entry_t cur;
2493         vm_object_t object;
2494         long count, n;
2495
2496         map = &vmspace->vm_map;
2497         count = 0;
2498
2499         for (cur = map->header.next; cur != &map->header; cur = cur->next) {
2500                 if ((cur->eflags & MAP_ENTRY_IS_SUB_MAP) == 0 &&
2501                     (object = cur->object.vm_object) != NULL) {
2502                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2503                         if (object->type == OBJT_SWAP &&
2504                             object->un_pager.swp.swp_bcount != 0) {
2505                                 n = (cur->end - cur->start) / PAGE_SIZE;
2506                                 count += object->un_pager.swp.swp_bcount *
2507                                     SWAP_META_PAGES * n / object->size + 1;
2508                         }
2509                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2510                 }
2511         }
2512         return (count);
2513 }
2514
2515 /*
2516  * GEOM backend
2517  *
2518  * Swapping onto disk devices.
2519  *
2520  */
2521
2522 static g_orphan_t swapgeom_orphan;
2523
2524 static struct g_class g_swap_class = {
2525         .name = "SWAP",
2526         .version = G_VERSION,
2527         .orphan = swapgeom_orphan,
2528 };
2529
2530 DECLARE_GEOM_CLASS(g_swap_class, g_class);
2531
2532
2533 static void
2534 swapgeom_close_ev(void *arg, int flags)
2535 {
2536         struct g_consumer *cp;
2537
2538         cp = arg;
2539         g_access(cp, -1, -1, 0);
2540         g_detach(cp);
2541         g_destroy_consumer(cp);
2542 }
2543
2544 /*
2545  * Add a reference to the g_consumer for an inflight transaction.
2546  */
2547 static void
2548 swapgeom_acquire(struct g_consumer *cp)
2549 {
2550
2551         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2552         cp->index++;
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Remove a reference from the g_consumer. Post a close event if
2557  * all referneces go away.
2558  */
2559 static void
2560 swapgeom_release(struct g_consumer *cp, struct swdevt *sp)
2561 {
2562
2563         mtx_assert(&sw_dev_mtx, MA_OWNED);
2564         cp->index--;
2565         if (cp->index == 0) {
2566                 if (g_post_event(swapgeom_close_ev, cp, M_NOWAIT, NULL) == 0)
2567                         sp->sw_id = NULL;
2568         }
2569 }
2570
2571 static void
2572 swapgeom_done(struct bio *bp2)
2573 {
2574         struct swdevt *sp;
2575         struct buf *bp;
2576         struct g_consumer *cp;
2577
2578         bp = bp2->bio_caller2;
2579         cp = bp2->bio_from;
2580         bp->b_ioflags = bp2->bio_flags;
2581         if (bp2->bio_error)
2582                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2583         bp->b_resid = bp->b_bcount - bp2->bio_completed;
2584         bp->b_error = bp2->bio_error;
2585         bufdone(bp);
2586         sp = bp2->bio_caller1;
2587         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2588         swapgeom_release(cp, sp);
2589         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2590         g_destroy_bio(bp2);
2591 }
2592
2593 static void
2594 swapgeom_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2595 {
2596         struct bio *bio;
2597         struct g_consumer *cp;
2598
2599         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2600         cp = sp->sw_id;
2601         if (cp == NULL) {
2602                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2603                 bp->b_error = ENXIO;
2604                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2605                 bufdone(bp);
2606                 return;
2607         }
2608         swapgeom_acquire(cp);
2609         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2610         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2611                 bio = g_new_bio();
2612         else
2613                 bio = g_alloc_bio();
2614         if (bio == NULL) {
2615                 mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2616                 swapgeom_release(cp, sp);
2617                 mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2618                 bp->b_error = ENOMEM;
2619                 bp->b_ioflags |= BIO_ERROR;
2620                 bufdone(bp);
2621                 return;
2622         }
2623
2624         bio->bio_caller1 = sp;
2625         bio->bio_caller2 = bp;
2626         bio->bio_cmd = bp->b_iocmd;
2627         bio->bio_offset = (bp->b_blkno - sp->sw_first) * PAGE_SIZE;
2628         bio->bio_length = bp->b_bcount;
2629         bio->bio_done = swapgeom_done;
2630         if ((bp->b_flags & B_UNMAPPED) != 0) {
2631                 bio->bio_ma = bp->b_pages;
2632                 bio->bio_data = unmapped_buf;
2633                 bio->bio_ma_offset = (vm_offset_t)bp->b_offset & PAGE_MASK;
2634                 bio->bio_ma_n = bp->b_npages;
2635                 bio->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
2636         } else {
2637                 bio->bio_data = bp->b_data;
2638                 bio->bio_ma = NULL;
2639         }
2640         g_io_request(bio, cp);
2641         return;
2642 }
2643
2644 static void
2645 swapgeom_orphan(struct g_consumer *cp)
2646 {
2647         struct swdevt *sp;
2648         int destroy;
2649
2650         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2651         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2652                 if (sp->sw_id == cp) {
2653                         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
2654                         break;
2655                 }
2656         }
2657         /*
2658          * Drop reference we were created with. Do directly since we're in a
2659          * special context where we don't have to queue the call to
2660          * swapgeom_close_ev().
2661          */
2662         cp->index--;
2663         destroy = ((sp != NULL) && (cp->index == 0));
2664         if (destroy)
2665                 sp->sw_id = NULL;
2666         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2667         if (destroy)
2668                 swapgeom_close_ev(cp, 0);
2669 }
2670
2671 static void
2672 swapgeom_close(struct thread *td, struct swdevt *sw)
2673 {
2674         struct g_consumer *cp;
2675
2676         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2677         cp = sw->sw_id;
2678         sw->sw_id = NULL;
2679         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2680         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2681         if (cp != NULL)
2682                 g_waitfor_event(swapgeom_close_ev, cp, M_WAITOK, NULL);
2683 }
2684
2685
2686 struct swh0h0 {
2687         struct cdev *dev;
2688         struct vnode *vp;
2689         int     error;
2690 };
2691
2692 static void
2693 swapongeom_ev(void *arg, int flags)
2694 {
2695         struct swh0h0 *swh;
2696         struct g_provider *pp;
2697         struct g_consumer *cp;
2698         static struct g_geom *gp;
2699         struct swdevt *sp;
2700         u_long nblks;
2701         int error;
2702
2703         swh = arg;
2704         swh->error = 0;
2705         pp = g_dev_getprovider(swh->dev);
2706         if (pp == NULL) {
2707                 swh->error = ENODEV;
2708                 return;
2709         }
2710         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2711         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2712                 cp = sp->sw_id;
2713                 if (cp != NULL && cp->provider == pp) {
2714                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2715                         swh->error = EBUSY;
2716                         return;
2717                 }
2718         }
2719         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2720         if (gp == NULL)
2721                 gp = g_new_geomf(&g_swap_class, "swap");
2722         cp = g_new_consumer(gp);
2723         cp->index = 1;          /* Number of active I/Os, plus one for being active. */
2724         cp->flags |=  G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
2725         g_attach(cp, pp);
2726         /*
2727          * XXX: Everytime you think you can improve the margin for
2728          * footshooting, somebody depends on the ability to do so:
2729          * savecore(8) wants to write to our swapdev so we cannot
2730          * set an exclusive count :-(
2731          */
2732         error = g_access(cp, 1, 1, 0);
2733         if (error) {
2734                 g_detach(cp);
2735                 g_destroy_consumer(cp);
2736                 swh->error = error;
2737                 return;
2738         }
2739         nblks = pp->mediasize / DEV_BSIZE;
2740         swaponsomething(swh->vp, cp, nblks, swapgeom_strategy,
2741             swapgeom_close, dev2udev(swh->dev),
2742             (pp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) != 0 ? SW_UNMAPPED : 0);
2743         swh->error = 0;
2744 }
2745
2746 static int
2747 swapongeom(struct thread *td, struct vnode *vp)
2748 {
2749         int error;
2750         struct swh0h0 swh;
2751
2752         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2753
2754         swh.dev = vp->v_rdev;
2755         swh.vp = vp;
2756         swh.error = 0;
2757         /* XXX: direct call when Giant untangled */
2758         error = g_waitfor_event(swapongeom_ev, &swh, M_WAITOK, NULL);
2759         if (!error)
2760                 error = swh.error;
2761         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2762         return (error);
2763 }
2764
2765 /*
2766  * VNODE backend
2767  *
2768  * This is used mainly for network filesystem (read: probably only tested
2769  * with NFS) swapfiles.
2770  *
2771  */
2772
2773 static void
2774 swapdev_strategy(struct buf *bp, struct swdevt *sp)
2775 {
2776         struct vnode *vp2;
2777
2778         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno - sp->sw_first);
2779
2780         vp2 = sp->sw_id;
2781         vhold(vp2);
2782         if (bp->b_iocmd == BIO_WRITE) {
2783                 if (bp->b_bufobj)
2784                         bufobj_wdrop(bp->b_bufobj);
2785                 bufobj_wref(&vp2->v_bufobj);
2786         }
2787         if (bp->b_bufobj != &vp2->v_bufobj)
2788                 bp->b_bufobj = &vp2->v_bufobj;
2789         bp->b_vp = vp2;
2790         bp->b_iooffset = dbtob(bp->b_blkno);
2791         bstrategy(bp);
2792         return;
2793 }
2794
2795 static void
2796 swapdev_close(struct thread *td, struct swdevt *sp)
2797 {
2798
2799         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td);
2800         vrele(sp->sw_vp);
2801 }
2802
2803
2804 static int
2805 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
2806 {
2807         struct swdevt *sp;
2808         int error;
2809
2810         if (nblks == 0)
2811                 return (ENXIO);
2812         mtx_lock(&sw_dev_mtx);
2813         TAILQ_FOREACH(sp, &swtailq, sw_list) {
2814                 if (sp->sw_id == vp) {
2815                         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2816                         return (EBUSY);
2817                 }
2818         }
2819         mtx_unlock(&sw_dev_mtx);
2820
2821         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2822 #ifdef MAC
2823         error = mac_system_check_swapon(td->td_ucred, vp);
2824         if (error == 0)
2825 #endif
2826                 error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, td->td_ucred, td, NULL);
2827         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0);
2828         if (error)
2829                 return (error);
2830
2831         swaponsomething(vp, vp, nblks, swapdev_strategy, swapdev_close,
2832             NODEV, 0);
2833         return (0);
2834 }