sys/vfs/msdosfs: Fix ->de_fndcnt calculation on lookup
[dragonfly.git] / sys / vm / vm_swap.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
17  *    without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  *
31  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
32  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_swap.c,v 1.96.2.2 2001/10/14 18:46:47 iedowse Exp $
33  */
34
35 #include "opt_swap.h"
36
37 #include <sys/param.h>
38 #include <sys/systm.h>
39 #include <sys/sysproto.h>
40 #include <sys/buf.h>
41 #include <sys/proc.h>
42 #include <sys/priv.h>
43 #include <sys/nlookup.h>
44 #include <sys/sysctl.h>
45 #include <sys/dmap.h>           /* XXX */
46 #include <sys/vnode.h>
47 #include <sys/fcntl.h>
48 #include <sys/blist.h>
49 #include <sys/kernel.h>
50 #include <sys/lock.h>
51 #include <sys/conf.h>
52 #include <sys/stat.h>
53
54 #include <vm/vm.h>
55 #include <vm/vm_extern.h>
56 #include <vm/swap_pager.h>
57 #include <vm/vm_zone.h>
58 #include <vm/vm_param.h>
59
60 #include <sys/mutex2.h>
61 #include <sys/spinlock2.h>
62
63 /*
64  * Indirect driver for multi-controller paging.
65  */
66
67 #ifndef NSWAPDEV
68 #define NSWAPDEV        4
69 #endif
70 static struct swdevt should_be_malloced[NSWAPDEV];
71 struct swdevt *swdevt = should_be_malloced;     /* exported to pstat/systat */
72 static swblk_t nswap;           /* first block after the interleaved devs */
73 static struct mtx swap_mtx = MTX_INITIALIZER("swpmtx");
74 int nswdev = NSWAPDEV;                          /* exported to pstat/systat */
75 swblk_t vm_swap_size;
76 swblk_t vm_swap_max;
77
78 static int swapoff_one(int index);
79 struct vnode *swapdev_vp;
80
81 /*
82  * (struct vnode *a_vp, struct bio *b_bio)
83  *
84  * vn_strategy() for swapdev_vp.  Perform swap strategy interleave device
85  * selection.
86  *
87  * This function supports the KVABIO API.  If the underlying vnode/device
88  * does not, it will make appropriate adjustments.
89  *
90  * No requirements.
91  */
92 static int
93 swapdev_strategy(struct vop_strategy_args *ap)
94 {
95         struct bio *bio = ap->a_bio;
96         struct bio *nbio;
97         struct buf *bp = bio->bio_buf;
98         swblk_t sz, off, seg, blkno, nblkno;
99         int index;
100         struct swdevt *sp;
101         sz = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
102         blkno = (swblk_t)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
103
104         /*
105          * Convert interleaved swap into per-device swap.  Note that
106          * the block size is left in PAGE_SIZE'd chunks (for the newswap)
107          * here.
108          */
109         nbio = push_bio(bio);
110         if (nswdev > 1) {
111                 off = blkno % SWB_DMMAX;
112                 if (off + sz > SWB_DMMAX) {
113                         bp->b_error = EINVAL;
114                         bp->b_flags |= B_ERROR;
115                         biodone(bio);
116                         return 0;
117                 }
118                 seg = blkno / SWB_DMMAX;
119                 index = seg % nswdev;
120                 seg /= nswdev;
121                 nbio->bio_offset = (off_t)(seg * SWB_DMMAX + off) << PAGE_SHIFT;
122         } else {
123                 index = 0;
124                 nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
125         }
126         nblkno = (swblk_t)(nbio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
127         sp = &swdevt[index];
128         if (nblkno + sz > sp->sw_nblks) {
129                 bp->b_error = EINVAL;
130                 bp->b_flags |= B_ERROR;
131                 /* I/O was never started on nbio, must biodone(bio) */
132                 biodone(bio);
133                 return 0;
134         }
135         if (sp->sw_vp == NULL) {
136                 bp->b_error = ENODEV;
137                 bp->b_flags |= B_ERROR;
138                 /* I/O was never started on nbio, must biodone(bio) */
139                 biodone(bio);
140                 return 0;
141         }
142
143         /*
144          * Issue a strategy call on the appropriate swap vnode.  Note that
145          * bp->b_vp is not modified.  Strategy code is always supposed to
146          * use the passed vp.
147          *
148          * We have to use vn_strategy() here even if we know we have a
149          * device in order to properly break up requests which exceed the
150          * device's DMA limits.
151          */
152         vn_strategy(sp->sw_vp, nbio);
153
154         return 0;
155 }
156
157 static int
158 swapdev_inactive(struct vop_inactive_args *ap)
159 {
160         vrecycle(ap->a_vp);
161         return(0);
162 }
163
164 static int
165 swapdev_reclaim(struct vop_reclaim_args *ap)
166 {
167         return(0);
168 }
169
170 /*
171  * Create a special vnode op vector for swapdev_vp - we only use
172  * vn_strategy(), everything else returns an error.
173  */
174 static struct vop_ops swapdev_vnode_vops = {
175         .vop_default =          vop_defaultop,
176         .vop_strategy =         swapdev_strategy,
177         .vop_inactive =         swapdev_inactive,
178         .vop_reclaim =          swapdev_reclaim
179 };
180 static struct vop_ops *swapdev_vnode_vops_p = &swapdev_vnode_vops;
181
182 VNODEOP_SET(swapdev_vnode_vops);
183
184 /*
185  * swapon_args(char *name)
186  *
187  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
188  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
189  * if already swapping on this device.
190  *
191  * No requirements.
192  */
193 int
194 sys_swapon(struct swapon_args *uap)
195 {
196         struct thread *td = curthread;
197         struct vattr attr;
198         struct vnode *vp;
199         struct nlookupdata nd;
200         int error;
201
202         error = priv_check(td, PRIV_ROOT);
203         if (error)
204                 return (error);
205
206         mtx_lock(&swap_mtx);
207         vp = NULL;
208         error = nlookup_init(&nd, uap->name, UIO_USERSPACE, NLC_FOLLOW);
209         if (error == 0)
210                 error = nlookup(&nd);
211         if (error == 0)
212                 error = cache_vref(&nd.nl_nch, nd.nl_cred, &vp);
213         nlookup_done(&nd);
214         if (error) {
215                 mtx_unlock(&swap_mtx);
216                 return (error);
217         }
218
219         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
220                 error = swaponvp(td, vp, 0);
221         } else if (vp->v_type == VREG && vp->v_tag == VT_NFS &&
222                    (error = VOP_GETATTR(vp, &attr)) == 0) {
223                 /*
224                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
225                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
226                  */
227                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
228         }
229         if (error)
230                 vrele(vp);
231         mtx_unlock(&swap_mtx);
232
233         return (error);
234 }
235
236 /*
237  * Swfree(index) frees the index'th portion of the swap map.
238  * Each of the nswdev devices provides 1/nswdev'th of the swap
239  * space, which is laid out with blocks of SWB_DMMAX pages circularly
240  * among the devices.
241  *
242  * The new swap code uses page-sized blocks.  The old swap code used
243  * DEV_BSIZE'd chunks.
244  *
245  * XXX locking when multiple swapon's run in parallel
246  */
247 int
248 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_quad_t nblks)
249 {
250         swblk_t aligned_nblks;
251         int64_t dpsize;
252         struct ucred *cred;
253         struct swdevt *sp;
254         swblk_t vsbase;
255         swblk_t dvbase;
256         cdev_t dev;
257         int index;
258         int error;
259         swblk_t blk;
260
261         cred = td->td_ucred;
262
263         lwkt_gettoken(&vm_token);       /* needed for vm_swap_size and blist */
264         mtx_lock(&swap_mtx);
265
266         /*
267          * Setup swapdev_vp.  We support the KVABIO API for this vnode's
268          * strategy function.
269          */
270         if (!swapdev_vp) {
271                 error = getspecialvnode(VT_NON, NULL, &swapdev_vnode_vops_p,
272                                     &swapdev_vp, 0, 0);
273                 if (error)
274                         panic("Cannot get vnode for swapdev");
275                 swapdev_vp->v_type = VNON;      /* Untyped */
276                 vsetflags(swapdev_vp, VKVABIO);
277                 vx_unlock(swapdev_vp);
278         }
279
280         for (sp = swdevt, index = 0 ; index < nswdev; index++, sp++) {
281                 if (sp->sw_vp == vp) {
282                         error = EBUSY;
283                         goto done;
284                 }
285                 if (!sp->sw_vp)
286                         goto found;
287
288         }
289         error = EINVAL;
290         goto done;
291     found:
292         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
293         error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, cred, NULL);
294         vn_unlock(vp);
295         if (error)
296                 goto done;
297
298         /*
299          * v_rdev is not valid until after the VOP_OPEN() call.  dev_psize()
300          * must be supported if a character device has been specified.
301          */
302         if (vp->v_type == VCHR)
303                 dev = vp->v_rdev;
304         else
305                 dev = NULL;
306
307         if (nblks == 0 && dev != NULL) {
308                 dpsize = dev_dpsize(dev);
309                 if (dpsize == -1) {
310                         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
311                         VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, NULL);
312                         vn_unlock(vp);
313                         error = ENXIO;
314                         goto done;
315                 }
316                 nblks = (u_quad_t)dpsize;
317         }
318         if (nblks == 0) {
319                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
320                 VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, NULL);
321                 vn_unlock(vp);
322                 error = ENXIO;
323                 goto done;
324         }
325
326         /*
327          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
328          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
329          * 
330          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
331          */
332         nblks &= ~(u_quad_t)(ctodb(1) - 1);
333         nblks = dbtoc(nblks);
334
335         /*
336          * Post-conversion nblks must not be >= BLIST_MAXBLKS, and
337          * we impose a 4-swap-device limit so we have to divide it out
338          * further.  Going beyond this will result in overflows in the
339          * blist code.
340          *
341          * Post-conversion nblks must fit within a (swblk_t), which
342          * this test also ensures.
343          */
344         if (nblks > BLIST_MAXBLKS / nswdev) {
345                 kprintf("exceeded maximum of %ld blocks per swap unit\n",
346                         (long)BLIST_MAXBLKS / nswdev);
347                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
348                 VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, NULL);
349                 vn_unlock(vp);
350                 error = ENXIO;
351                 goto done;
352         }
353
354         sp->sw_vp = vp;
355         sp->sw_dev = dev2udev(dev);
356         sp->sw_device = dev;
357         sp->sw_flags = SW_FREED;
358         sp->sw_nused = 0;
359
360         /*
361          * nblks, nswap, and SWB_DMMAX are PAGE_SIZE'd parameters now, not
362          * DEV_BSIZE'd.   aligned_nblks is used to calculate the
363          * size of the swap bitmap, taking into account the stripe size.
364          */
365         aligned_nblks = (swblk_t)((nblks + SWB_DMMASK) &
366                                   ~(u_swblk_t)SWB_DMMASK);
367         sp->sw_nblks = aligned_nblks;
368
369         if (aligned_nblks * nswdev > nswap)
370                 nswap = aligned_nblks * nswdev;
371
372         if (swapblist == NULL)
373                 swapblist = blist_create(nswap);
374         else
375                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
376
377         for (dvbase = SWB_DMMAX; dvbase < aligned_nblks; dvbase += SWB_DMMAX) {
378                 blk = min(aligned_nblks - dvbase, SWB_DMMAX);
379                 vsbase = index * SWB_DMMAX + dvbase * nswdev;
380                 blist_free(swapblist, vsbase, blk);
381                 vm_swap_size += blk;
382                 vm_swap_max += blk;
383         }
384         swap_pager_newswap();
385         error = 0;
386 done:
387         mtx_unlock(&swap_mtx);
388         lwkt_reltoken(&vm_token);
389         return (error);
390 }
391
392 /*
393  * swapoff_args(char *name)
394  *
395  * System call swapoff(name) disables swapping on device name,
396  * which must be an active swap device. Return ENOMEM
397  * if there is not enough memory to page in the contents of
398  * the given device.
399  *
400  * No requirements.
401  */
402 int
403 sys_swapoff(struct swapoff_args *uap)
404 {
405         struct vnode *vp;
406         struct nlookupdata nd;
407         struct swdevt *sp;
408         int error, index;
409
410         error = priv_check(curthread, PRIV_ROOT);
411         if (error)
412                 return (error);
413
414         mtx_lock(&swap_mtx);
415         vp = NULL;
416         error = nlookup_init(&nd, uap->name, UIO_USERSPACE, NLC_FOLLOW);
417         if (error == 0)
418                 error = nlookup(&nd);
419         if (error == 0)
420                 error = cache_vref(&nd.nl_nch, nd.nl_cred, &vp);
421         nlookup_done(&nd);
422         if (error)
423                 goto done;
424
425         for (sp = swdevt, index = 0; index < nswdev; index++, sp++) {
426                 if (sp->sw_vp == vp)
427                         goto found;
428         }
429         error = EINVAL;
430         goto done;
431 found:
432         error = swapoff_one(index);
433         swap_pager_newswap();
434
435 done:
436         mtx_unlock(&swap_mtx);
437         return (error);
438 }
439
440 static int
441 swapoff_one(int index)
442 {
443         swblk_t blk, aligned_nblks;
444         swblk_t dvbase, vsbase;
445         u_int pq_active_clean, pq_inactive_clean;
446         struct swdevt *sp;
447         struct vm_page marker;
448         vm_page_t m;
449         int q;
450
451         mtx_lock(&swap_mtx);
452
453         sp = &swdevt[index];
454         aligned_nblks = sp->sw_nblks;
455         pq_active_clean = pq_inactive_clean = 0;
456
457         /*
458          * We can turn off this swap device safely only if the
459          * available virtual memory in the system will fit the amount
460          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
461          * the system doesn't become critically low on swap space.
462          */
463         for (q = 0; q < PQ_L2_SIZE; ++q) {
464                 bzero(&marker, sizeof(marker));
465                 marker.flags = PG_FICTITIOUS | PG_MARKER;
466                 marker.busy_count = PBUSY_LOCKED;
467                 marker.queue = PQ_ACTIVE + q;
468                 marker.pc = q;
469                 marker.wire_count = 1;
470
471                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
472                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
473                                   &marker, pageq);
474
475                 while ((m = TAILQ_NEXT(&marker, pageq)) != NULL) {
476                         TAILQ_REMOVE(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
477                                      &marker, pageq);
478                         TAILQ_INSERT_AFTER(&vm_page_queues[marker.queue].pl, m,
479                                            &marker, pageq);
480                         if (m->flags & (PG_MARKER | PG_FICTITIOUS))
481                                 continue;
482
483                         if (vm_page_busy_try(m, FALSE) == 0) {
484                                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
485                                 if (m->dirty == 0) {
486                                         vm_page_test_dirty(m);
487                                         if (m->dirty == 0)
488                                                 ++pq_active_clean;
489                                 }
490                                 vm_page_wakeup(m);
491                                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
492                         }
493                 }
494                 TAILQ_REMOVE(&vm_page_queues[marker.queue].pl, &marker, pageq);
495                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
496
497                 marker.queue = PQ_INACTIVE + q;
498                 marker.pc = q;
499                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
500                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
501                                   &marker, pageq);
502
503                 while ((m = TAILQ_NEXT(&marker, pageq)) != NULL) {
504                         TAILQ_REMOVE(
505                                 &vm_page_queues[marker.queue].pl,
506                                 &marker, pageq);
507                         TAILQ_INSERT_AFTER(
508                                 &vm_page_queues[marker.queue].pl,
509                                 m, &marker, pageq);
510                         if (m->flags & (PG_MARKER | PG_FICTITIOUS))
511                                 continue;
512
513                         if (vm_page_busy_try(m, FALSE) == 0) {
514                                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
515                                 if (m->dirty == 0) {
516                                         vm_page_test_dirty(m);
517                                         if (m->dirty == 0)
518                                                 ++pq_inactive_clean;
519                                 }
520                                 vm_page_wakeup(m);
521                                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
522                         }
523                 }
524                 TAILQ_REMOVE(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
525                              &marker, pageq);
526                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
527         }
528
529         if (vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count + pq_active_clean +
530             pq_inactive_clean + vm_swap_size < aligned_nblks + nswap_lowat) {
531                 mtx_unlock(&swap_mtx);
532                 return (ENOMEM);
533         }
534
535         /*
536          * Prevent further allocations on this device
537          */
538         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
539         for (dvbase = SWB_DMMAX; dvbase < aligned_nblks; dvbase += SWB_DMMAX) {
540                 blk = min(aligned_nblks - dvbase, SWB_DMMAX);
541                 vsbase = index * SWB_DMMAX + dvbase * nswdev;
542                 vm_swap_size -= blist_fill(swapblist, vsbase, blk);
543                 vm_swap_max -= blk;
544         }
545
546         /*
547          * Page in the contents of the device and close it.
548          */
549         if (swap_pager_swapoff(index) && swap_pager_swapoff(index)) {
550                 mtx_unlock(&swap_mtx);
551                 return (EINTR);
552         }
553
554         vn_lock(sp->sw_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
555         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE, NULL);
556         vn_unlock(sp->sw_vp);
557         vrele(sp->sw_vp);
558         bzero(swdevt + index, sizeof(struct swdevt));
559
560         /*
561          * Resize the bitmap based on the nem largest swap device,
562          * or free the bitmap if there are no more devices.
563          */
564         for (sp = swdevt, aligned_nblks = 0; sp < swdevt + nswdev; sp++) {
565                 if (sp->sw_vp)
566                         aligned_nblks = max(aligned_nblks, sp->sw_nblks);
567         }
568
569         nswap = aligned_nblks * nswdev;
570
571         if (nswap == 0) {
572                 blist_destroy(swapblist);
573                 swapblist = NULL;
574                 vrele(swapdev_vp);
575                 swapdev_vp = NULL;
576         } else {
577                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
578         }
579
580         mtx_unlock(&swap_mtx);
581         return (0);
582 }
583
584 /*
585  * Account for swap space in individual swdevt's.  The caller ensures
586  * that the provided range falls into a single swdevt.
587  *
588  * +count       space freed
589  * -count       space allocated
590  */
591 void
592 swapacctspace(swblk_t base, swblk_t count)
593 {
594         int index;
595         swblk_t seg;
596
597         vm_swap_size += count;
598         seg = base / SWB_DMMAX;
599         index = seg % nswdev;
600         swdevt[index].sw_nused -= count;
601 }
602
603 /*
604  * Retrieve swap info
605  */
606 static int
607 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
608 {
609         struct xswdev xs;
610         struct swdevt *sp;
611         int     error;
612         int     n;
613
614         error = 0;
615         for (n = 0; n < nswdev; ++n) {
616                 sp = &swdevt[n];
617
618                 xs.xsw_size = sizeof(xs);
619                 xs.xsw_version = XSWDEV_VERSION;
620                 xs.xsw_blksize = PAGE_SIZE;
621                 xs.xsw_dev = sp->sw_dev;
622                 xs.xsw_flags = sp->sw_flags;
623                 xs.xsw_nblks = sp->sw_nblks;
624                 xs.xsw_used = sp->sw_nused;
625
626                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
627                 if (error)
628                         break;
629         }
630         return (error);
631 }
632
633 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswdev, 0,
634            "Number of swap devices");
635 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info_array, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
636             "Swap statistics by device");