4acef177d72f5585b7315b2ba9d6f39a014f9291
[dragonfly.git] / 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 1.36 2007/07/20 17:21:54 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/priv.h>
46 #include <sys/nlookup.h>
47 #include <sys/dmap.h>           /* XXX */
48 #include <sys/vnode.h>
49 #include <sys/fcntl.h>
50 #include <sys/blist.h>
51 #include <sys/kernel.h>
52 #include <sys/lock.h>
53 #include <sys/conf.h>
54 #include <sys/stat.h>
55 #include <sys/thread2.h>
56 #include <vm/vm.h>
57 #include <vm/vm_extern.h>
58 #include <vm/swap_pager.h>
59 #include <vm/vm_zone.h>
60
61 /*
62  * Indirect driver for multi-controller paging.
63  */
64
65 #ifndef NSWAPDEV
66 #define NSWAPDEV        4
67 #endif
68 static struct swdevt should_be_malloced[NSWAPDEV];
69 struct swdevt *swdevt = should_be_malloced;     /* exported to pstat/systat */
70 static swblk_t nswap;           /* first block after the interleaved devs */
71 int nswdev = NSWAPDEV;                          /* exported to pstat/systat */
72 int vm_swap_size;
73
74 static int swapdev_strategy (struct vop_strategy_args *ap);
75 struct vnode *swapdev_vp;
76
77 /*
78  *      swapdev_strategy:
79  *
80  *      vn_strategy() for swapdev_vp.
81  *      Perform swap strategy interleave device selection.
82  *
83  *      The bp is expected to be locked and on call.
84  *
85  *      (struct vnode *a_vp, struct bio *b_bio)
86  */
87
88 static int
89 swapdev_strategy(struct vop_strategy_args *ap)
90 {
91         struct bio *bio = ap->a_bio;
92         struct bio *nbio;
93         struct buf *bp = bio->bio_buf;
94         int sz, off, seg, index, blkno, nblkno;
95         struct swdevt *sp;
96         struct vnode *vp;
97
98         vp = ap->a_vp;
99         sz = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
100         blkno = (int)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
101
102         /*
103          * Convert interleaved swap into per-device swap.  Note that
104          * the block size is left in PAGE_SIZE'd chunks (for the newswap)
105          * here.
106          */
107         nbio = push_bio(bio);
108         if (nswdev > 1) {
109                 off = blkno % dmmax;
110                 if (off + sz > dmmax) {
111                         bp->b_error = EINVAL;
112                         bp->b_flags |= B_ERROR;
113                         biodone(bio);
114                         return 0;
115                 }
116                 seg = blkno / dmmax;
117                 index = seg % nswdev;
118                 seg /= nswdev;
119                 nbio->bio_offset = (off_t)(seg * dmmax + off) << PAGE_SHIFT;
120         } else {
121                 index = 0;
122                 nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
123         }
124         nblkno = (int)(nbio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
125         sp = &swdevt[index];
126         if (nblkno + sz > sp->sw_nblks) {
127                 bp->b_error = EINVAL;
128                 bp->b_flags |= B_ERROR;
129                 /* I/O was never started on nbio, must biodone(bio) */
130                 biodone(bio);
131                 return 0;
132         }
133         if (sp->sw_vp == NULL) {
134                 bp->b_error = ENODEV;
135                 bp->b_flags |= B_ERROR;
136                 /* I/O was never started on nbio, must biodone(bio) */
137                 biodone(bio);
138                 return 0;
139         }
140
141         /*
142          * Issue a strategy call on the appropriate swap vnode.  Note that
143          * bp->b_vp is not modified.  Strategy code is always supposed to
144          * use the passed vp.
145          *
146          * We have to use vn_strategy() here even if we know we have a
147          * device in order to properly break up requests which exceed the
148          * device's DMA limits.
149          */
150         vn_strategy(sp->sw_vp, nbio);
151         return 0;
152 }
153
154 /*
155  * Create a special vnode op vector for swapdev_vp - we only use
156  * vn_strategy(), everything else returns an error.
157  */
158 static struct vop_ops swapdev_vnode_vops = {
159         .vop_default =          vop_defaultop,
160         .vop_strategy =         swapdev_strategy
161 };
162 static struct vop_ops *swapdev_vnode_vops_p = &swapdev_vnode_vops;
163
164 VNODEOP_SET(swapdev_vnode_vops);
165
166 /*
167  * swapon_args(char *name)
168  *
169  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
170  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
171  * if already swapping on this device.
172  *
173  * MPALMOSTSAFE
174  */
175 int
176 sys_swapon(struct swapon_args *uap)
177 {
178         struct thread *td = curthread;
179         struct vattr attr;
180         struct vnode *vp;
181         struct nlookupdata nd;
182         int error;
183         struct ucred *cred;
184
185         KKASSERT(td->td_proc);
186         cred = td->td_proc->p_ucred;
187
188         error = priv_check(td, PRIV_ROOT);
189         if (error)
190                 return (error);
191
192         get_mplock();
193         vp = NULL;
194         error = nlookup_init(&nd, uap->name, UIO_USERSPACE, NLC_FOLLOW);
195         if (error == 0)
196                 error = nlookup(&nd);
197         if (error == 0)
198                 error = cache_vref(&nd.nl_nch, nd.nl_cred, &vp);
199         nlookup_done(&nd);
200         if (error) {
201                 rel_mplock();
202                 return (error);
203         }
204
205         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
206                 error = swaponvp(td, vp, 0);
207         } else if (vp->v_type == VREG && vp->v_tag == VT_NFS &&
208                    (error = VOP_GETATTR(vp, &attr)) == 0) {
209                 /*
210                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
211                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
212                  */
213                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
214         }
215         if (error)
216                 vrele(vp);
217         rel_mplock();
218
219         return (error);
220 }
221
222 /*
223  * Swfree(index) frees the index'th portion of the swap map.
224  * Each of the nswdev devices provides 1/nswdev'th of the swap
225  * space, which is laid out with blocks of dmmax pages circularly
226  * among the devices.
227  *
228  * The new swap code uses page-sized blocks.  The old swap code used
229  * DEV_BSIZE'd chunks.
230  *
231  * XXX locking when multiple swapon's run in parallel
232  */
233 int
234 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_quad_t nblks)
235 {
236         swblk_t aligned_nblks;
237         int64_t dpsize;
238         struct ucred *cred;
239         struct swdevt *sp;
240         swblk_t vsbase;
241         swblk_t dvbase;
242         cdev_t dev;
243         int index;
244         int error;
245         long blk;
246
247         KKASSERT(td->td_proc);
248         cred = td->td_proc->p_ucred;
249
250         if (!swapdev_vp) {
251                 error = getspecialvnode(VT_NON, NULL, &swapdev_vnode_vops_p,
252                                     &swapdev_vp, 0, 0);
253                 if (error)
254                         panic("Cannot get vnode for swapdev");
255                 swapdev_vp->v_type = VNON;      /* Untyped */
256                 vx_unlock(swapdev_vp);
257         }
258
259         for (sp = swdevt, index = 0 ; index < nswdev; index++, sp++) {
260                 if (sp->sw_vp == vp)
261                         return EBUSY;
262                 if (!sp->sw_vp)
263                         goto found;
264
265         }
266         return EINVAL;
267     found:
268         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
269         error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, cred, NULL);
270         vn_unlock(vp);
271         if (error)
272                 return (error);
273
274         /*
275          * v_rdev is not valid until after the VOP_OPEN() call.  dev_psize()
276          * must be supported if a character device has been specified.
277          */
278         if (vp->v_type == VCHR)
279                 dev = vp->v_rdev;
280         else
281                 dev = NULL;
282
283         if (nblks == 0 && dev != NULL) {
284                 dpsize = dev_dpsize(dev);
285                 if (dpsize == -1) {
286                         VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE);
287                         return (ENXIO);
288                 }
289                 nblks = (u_quad_t)dpsize;
290         }
291         if (nblks == 0) {
292                 VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE);
293                 return (ENXIO);
294         }
295
296         /*
297          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
298          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
299          * 
300          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
301          */
302         nblks &= ~(u_quad_t)(ctodb(1) - 1);
303         nblks = dbtoc(nblks);
304
305         /*
306          * Post-conversion nblks must not be >= BLIST_MAXBLKS, and
307          * we impose a 4-swap-device limit so we have to divide it out
308          * further.  Going beyond this will result in overflows in the
309          * blist code.
310          *
311          * Post-conversion nblks must fit within a (swblk_t), which
312          * this test also ensures.
313          */
314         if (nblks > BLIST_MAXBLKS / nswdev) {
315                 kprintf("exceeded maximum of %d blocks per swap unit\n",
316                         (int)BLIST_MAXBLKS / nswdev);
317                 VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE);
318                 return (ENXIO);
319         }
320
321         sp->sw_vp = vp;
322         sp->sw_dev = dev2udev(dev);
323         sp->sw_device = dev;
324         sp->sw_flags |= SW_FREED;
325         sp->sw_nblks = (swblk_t)nblks;
326
327         /*
328          * nblks, nswap, and dmmax are PAGE_SIZE'd parameters now, not
329          * DEV_BSIZE'd.   aligned_nblks is used to calculate the
330          * size of the swap bitmap, taking into account the stripe size.
331          */
332         aligned_nblks = (swblk_t)((nblks + (dmmax - 1)) & ~(u_long)(dmmax - 1));
333
334         if (aligned_nblks * nswdev > nswap)
335                 nswap = aligned_nblks * nswdev;
336
337         if (swapblist == NULL)
338                 swapblist = blist_create(nswap);
339         else
340                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
341
342         for (dvbase = dmmax; dvbase < nblks; dvbase += dmmax) {
343                 blk = min(nblks - dvbase, dmmax);
344                 vsbase = index * dmmax + dvbase * nswdev;
345                 blist_free(swapblist, vsbase, blk);
346                 vm_swap_size += blk;
347         }
348         swap_pager_newswap();
349
350         return (0);
351 }