sys/vm/vm_swap.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
  34  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_swap.c,v 1.96.2.2 2001/10/14 18:46:47 iedowse Exp $
  35  * $DragonFly: src/sys/vm/vm_swap.c,v 1.6 2003/07/22 17:03:35 dillon Exp $
  36  */
  37
  38 #include "opt_swap.h"
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/sysproto.h>
  43 #include <sys/buf.h>
  44 #include <sys/proc.h>
  45 #include <sys/namei.h>
  46 #include <sys/dmap.h>           /* XXX */
  47 #include <sys/vnode.h>
  48 #include <sys/fcntl.h>
  49 #include <sys/blist.h>
  50 #include <sys/kernel.h>
  51 #include <sys/lock.h>
  52 #include <sys/conf.h>
  53 #include <sys/stat.h>
  54 #include <vm/vm.h>
  55 #include <vm/vm_extern.h>
  56 #include <vm/swap_pager.h>
  57 #include <vm/vm_zone.h>
  58
  59 /*
  60  * Indirect driver for multi-controller paging.
  61  */
  62
  63 #ifndef NSWAPDEV
  64 #define NSWAPDEV        4
  65 #endif
  66 static struct swdevt should_be_malloced[NSWAPDEV];
  67 static struct swdevt *swdevt = should_be_malloced;
  68 static int nswap;               /* first block after the interleaved devs */
  69 static int nswdev = NSWAPDEV;
  70 int vm_swap_size;
  71
  72 static int swapdev_strategy __P((struct vop_strategy_args *ap));
  73 struct vnode *swapdev_vp;
  74
  75 /*
  76  *      swapdev_strategy:
  77  *
  78  *      VOP_STRATEGY() for swapdev_vp.
  79  *      Perform swap strategy interleave device selection.
  80  *
  81  *      The bp is expected to be locked and *not* B_DONE on call.
  82  */
  83
  84 static int
  85 swapdev_strategy(ap)
  86         struct vop_strategy_args /* {
  87                 struct vnode *a_vp;
  88                 struct buf *a_bp;
  89         } */ *ap;
  90 {
  91         int s, sz, off, seg, index;
  92         register struct swdevt *sp;
  93         struct vnode *vp;
  94         struct buf *bp;
  95
  96         bp = ap->a_bp;
  97         sz = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
  98
  99         /*
 100          * Convert interleaved swap into per-device swap.  Note that
 101          * the block size is left in PAGE_SIZE'd chunks (for the newswap)
 102          * here.
 103          */
 104         if (nswdev > 1) {
 105                 off = bp->b_blkno % dmmax;
 106                 if (off + sz > dmmax) {
 107                         bp->b_error = EINVAL;
 108                         bp->b_flags |= B_ERROR;
 109                         biodone(bp);
 110                         return 0;
 111                 }
 112                 seg = bp->b_blkno / dmmax;
 113                 index = seg % nswdev;
 114                 seg /= nswdev;
 115                 bp->b_blkno = seg * dmmax + off;
 116         } else {
 117                 index = 0;
 118         }
 119         sp = &swdevt[index];
 120         if (bp->b_blkno + sz > sp->sw_nblks) {
 121                 bp->b_error = EINVAL;
 122                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 123                 biodone(bp);
 124                 return 0;
 125         }
 126         bp->b_dev = sp->sw_device;
 127         if (sp->sw_vp == NULL) {
 128                 bp->b_error = ENODEV;
 129                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 130                 biodone(bp);
 131                 return 0;
 132         }
 133
 134         /*
 135          * Convert from PAGE_SIZE'd to DEV_BSIZE'd chunks for the actual I/O
 136          */
 137         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno);
 138
 139         vhold(sp->sw_vp);
 140         s = splvm();
 141         if ((bp->b_flags & B_READ) == 0) {
 142                 vp = bp->b_vp;
 143                 if (vp) {
 144                         vp->v_numoutput--;
 145                         if ((vp->v_flag & VBWAIT) && vp->v_numoutput <= 0) {
 146                                 vp->v_flag &= ~VBWAIT;
 147                                 wakeup(&vp->v_numoutput);
 148                         }
 149                 }
 150                 sp->sw_vp->v_numoutput++;
 151         }
 152         pbreassignbuf(bp, sp->sw_vp);
 153         splx(s);
 154         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 /*
 159  * Create a special vnode op vector for swapdev_vp - we only use
 160  * VOP_STRATEGY(), everything else returns an error.
 161  */
 162 vop_t **swapdev_vnodeop_p;
 163 static struct vnodeopv_entry_desc swapdev_vnodeop_entries[] = {
 164         { &vop_default_desc,            (vop_t *) vop_defaultop },
 165         { &vop_strategy_desc,           (vop_t *) swapdev_strategy },
 166         { NULL, NULL }
 167 };
 168 static struct vnodeopv_desc swapdev_vnodeop_opv_desc =
 169         { &swapdev_vnodeop_p, swapdev_vnodeop_entries };
 170
 171 VNODEOP_SET(swapdev_vnodeop_opv_desc);
 172
 173 /*
 174  * swapon_args(char *name)
 175  *
 176  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
 177  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
 178  * if already swapping on this device.
 179  */
 180 /* ARGSUSED */
 181 int
 182 swapon(struct swapon_args *uap)
 183 {
 184         struct thread *td = curthread;
 185         struct vattr attr;
 186         register struct vnode *vp;
 187         struct nameidata nd;
 188         int error;
 189         struct ucred *cred;
 190
 191         KKASSERT(td->td_proc);
 192         cred = td->td_proc->p_ucred;
 193
 194         error = suser(td);
 195         if (error)
 196                 return (error);
 197
 198         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_USERSPACE, uap->name, td);
 199         error = namei(&nd);
 200         if (error)
 201                 return (error);
 202
 203         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
 204         vp = nd.ni_vp;
 205
 206         if (vn_isdisk(vp, &error))
 207                 error = swaponvp(td, vp, vp->v_rdev, 0);
 208         else if (vp->v_type == VREG && vp->v_tag == VT_NFS &&
 209             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td)) == 0) {
 210                 /*
 211                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
 212                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
 213                  */
 214                 error = swaponvp(td, vp, NODEV, attr.va_size / DEV_BSIZE);
 215         }
 216
 217         if (error)
 218                 vrele(vp);
 219
 220         return (error);
 221 }
 222
 223 /*
 224  * Swfree(index) frees the index'th portion of the swap map.
 225  * Each of the nswdev devices provides 1/nswdev'th of the swap
 226  * space, which is laid out with blocks of dmmax pages circularly
 227  * among the devices.
 228  *
 229  * The new swap code uses page-sized blocks.  The old swap code used
 230  * DEV_BSIZE'd chunks.
 231  *
 232  * XXX locking when multiple swapon's run in parallel
 233  */
 234 int
 235 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, dev_t dev, u_long nblks)
 236 {
 237         int index;
 238         register struct swdevt *sp;
 239         register swblk_t vsbase;
 240         register long blk;
 241         swblk_t dvbase;
 242         int error;
 243         u_long aligned_nblks;
 244         struct ucred *cred;
 245
 246         KKASSERT(td->td_proc);
 247         cred = td->td_proc->p_ucred;
 248
 249         if (!swapdev_vp) {
 250                 error = getnewvnode(VT_NON, NULL, swapdev_vnodeop_p,
 251                     &swapdev_vp);
 252                 if (error)
 253                         panic("Cannot get vnode for swapdev");
 254                 swapdev_vp->v_type = VNON;      /* Untyped */
 255         }
 256
 257         ASSERT_VOP_UNLOCKED(vp, "swaponvp");
 258         for (sp = swdevt, index = 0 ; index < nswdev; index++, sp++) {
 259                 if (sp->sw_vp == vp)
 260                         return EBUSY;
 261                 if (!sp->sw_vp)
 262                         goto found;
 263
 264         }
 265         return EINVAL;
 266     found:
 267         (void) vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
 268         error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, cred, td);
 269         (void) VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
 270         if (error)
 271                 return (error);
 272
 273         if (nblks == 0 && dev != NODEV && ((nblks = dev_dpsize(dev)) == -1)) {
 274                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 275                 return (ENXIO);
 276         }
 277         if (nblks == 0) {
 278                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 279                 return (ENXIO);
 280         }
 281
 282         /*
 283          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
 284          * tree bitmap code.
 285          */
 286         if (nblks > 0x40000000 / BLIST_META_RADIX / nswdev) {
 287                 printf("exceeded maximum of %d blocks per swap unit\n",
 288                         0x40000000 / BLIST_META_RADIX / nswdev);
 289                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 290                 return (ENXIO);
 291         }
 292         /*
 293          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
 294          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
 295          *
 296          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
 297          */
 298         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
 299         nblks = dbtoc(nblks);
 300
 301         sp->sw_vp = vp;
 302         sp->sw_dev = dev2udev(dev);
 303         sp->sw_device = dev;
 304         sp->sw_flags |= SW_FREED;
 305         sp->sw_nblks = nblks;
 306
 307         /*
 308          * nblks, nswap, and dmmax are PAGE_SIZE'd parameters now, not
 309          * DEV_BSIZE'd.   aligned_nblks is used to calculate the
 310          * size of the swap bitmap, taking into account the stripe size.
 311          */
 312         aligned_nblks = (nblks + (dmmax - 1)) & ~(u_long)(dmmax - 1);
 313
 314         if (aligned_nblks * nswdev > nswap)
 315                 nswap = aligned_nblks * nswdev;
 316
 317         if (swapblist == NULL)
 318                 swapblist = blist_create(nswap);
 319         else
 320                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
 321
 322         for (dvbase = dmmax; dvbase < nblks; dvbase += dmmax) {
 323                 blk = min(nblks - dvbase, dmmax);
 324                 vsbase = index * dmmax + dvbase * nswdev;
 325                 blist_free(swapblist, vsbase, blk);
 326                 vm_swap_size += blk;
 327         }
 328
 329         return (0);
 330 }