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 1.18 2005/06/02 20:57:21 swildner 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/nlookup.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 <sys/thread2.h>
  55 #include <vm/vm.h>
  56 #include <vm/vm_extern.h>
  57 #include <vm/swap_pager.h>
  58 #include <vm/vm_zone.h>
  59
  60 /*
  61  * Indirect driver for multi-controller paging.
  62  */
  63
  64 #ifndef NSWAPDEV
  65 #define NSWAPDEV        4
  66 #endif
  67 static struct swdevt should_be_malloced[NSWAPDEV];
  68 static struct swdevt *swdevt = should_be_malloced;
  69 static int nswap;               /* first block after the interleaved devs */
  70 static int nswdev = NSWAPDEV;
  71 int vm_swap_size;
  72
  73 static int swapdev_strategy (struct vop_strategy_args *ap);
  74 struct vnode *swapdev_vp;
  75
  76 /*
  77  *      swapdev_strategy:
  78  *
  79  *      VOP_STRATEGY() for swapdev_vp.
  80  *      Perform swap strategy interleave device selection.
  81  *
  82  *      The bp is expected to be locked and *not* B_DONE on call.
  83  */
  84
  85 static int
  86 swapdev_strategy(struct vop_strategy_args /* {
  87                          struct vnode *a_vp;
  88                          struct buf *a_bp;
  89                  } */ *ap)
  90 {
  91         int sz, off, seg, index;
  92         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         crit_enter();
 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         crit_exit();
 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 struct vop_ops *swapdev_vnode_vops;
 163 static struct vnodeopv_entry_desc swapdev_vnodeop_entries[] = {
 164         { &vop_default_desc,            vop_defaultop },
 165         { &vop_strategy_desc,           (void *) swapdev_strategy },
 166         { NULL, NULL }
 167 };
 168 static struct vnodeopv_desc swapdev_vnodeop_opv_desc =
 169         { &swapdev_vnode_vops, 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         struct vnode *vp;
 187         struct nlookupdata 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         vp = NULL;
 199         error = nlookup_init(&nd, uap->name, UIO_USERSPACE, NLC_FOLLOW);
 200         if (error == 0)
 201                 error = nlookup(&nd);
 202         if (error == 0)
 203                 error = cache_vref(nd.nl_ncp, nd.nl_cred, &vp);
 204         nlookup_done(&nd);
 205         if (error)
 206                 return (error);
 207
 208         if (vn_isdisk(vp, &error))
 209                 error = swaponvp(td, vp, 0);
 210         else if (vp->v_type == VREG && vp->v_tag == VT_NFS &&
 211             (error = VOP_GETATTR(vp, &attr, td)) == 0) {
 212                 /*
 213                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
 214                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
 215                  */
 216                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
 217         }
 218
 219         if (error)
 220                 vrele(vp);
 221
 222         return (error);
 223 }
 224
 225 /*
 226  * Swfree(index) frees the index'th portion of the swap map.
 227  * Each of the nswdev devices provides 1/nswdev'th of the swap
 228  * space, which is laid out with blocks of dmmax pages circularly
 229  * among the devices.
 230  *
 231  * The new swap code uses page-sized blocks.  The old swap code used
 232  * DEV_BSIZE'd chunks.
 233  *
 234  * XXX locking when multiple swapon's run in parallel
 235  */
 236 int
 237 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_long nblks)
 238 {
 239         u_long aligned_nblks;
 240         struct ucred *cred;
 241         struct swdevt *sp;
 242         swblk_t vsbase;
 243         swblk_t dvbase;
 244         dev_t dev;
 245         int index;
 246         int error;
 247         long blk;
 248
 249         KKASSERT(td->td_proc);
 250         cred = td->td_proc->p_ucred;
 251
 252         if (!swapdev_vp) {
 253                 error = getspecialvnode(VT_NON, NULL, &swapdev_vnode_vops,
 254                                     &swapdev_vp, 0, 0);
 255                 if (error)
 256                         panic("Cannot get vnode for swapdev");
 257                 swapdev_vp->v_type = VNON;      /* Untyped */
 258                 vx_unlock(swapdev_vp);
 259         }
 260
 261         ASSERT_VOP_UNLOCKED(vp, "swaponvp");
 262         for (sp = swdevt, index = 0 ; index < nswdev; index++, sp++) {
 263                 if (sp->sw_vp == vp)
 264                         return EBUSY;
 265                 if (!sp->sw_vp)
 266                         goto found;
 267
 268         }
 269         return EINVAL;
 270     found:
 271         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
 272         error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, cred, NULL, td);
 273         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
 274         if (error)
 275                 return (error);
 276
 277         /*
 278          * v_rdev is not valid until after the VOP_OPEN() call.  dev_psize()
 279          * must be supported if a character device has been specified.
 280          */
 281         if (vp->v_type == VCHR)
 282                 dev = vp->v_rdev;
 283         else
 284                 dev = NODEV;
 285
 286         if (nblks == 0 && dev != NODEV && ((nblks = dev_dpsize(dev)) == -1)) {
 287                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 288                 return (ENXIO);
 289         }
 290         if (nblks == 0) {
 291                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 292                 return (ENXIO);
 293         }
 294
 295         /*
 296          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
 297          * tree bitmap code.
 298          */
 299         if (nblks > 0x40000000 / BLIST_META_RADIX / nswdev) {
 300                 printf("exceeded maximum of %d blocks per swap unit\n",
 301                         0x40000000 / BLIST_META_RADIX / nswdev);
 302                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 303                 return (ENXIO);
 304         }
 305         /*
 306          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
 307          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
 308          *
 309          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
 310          */
 311         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
 312         nblks = dbtoc(nblks);
 313
 314         sp->sw_vp = vp;
 315         sp->sw_dev = dev2udev(dev);
 316         sp->sw_device = dev;
 317         sp->sw_flags |= SW_FREED;
 318         sp->sw_nblks = nblks;
 319
 320         /*
 321          * nblks, nswap, and dmmax are PAGE_SIZE'd parameters now, not
 322          * DEV_BSIZE'd.   aligned_nblks is used to calculate the
 323          * size of the swap bitmap, taking into account the stripe size.
 324          */
 325         aligned_nblks = (nblks + (dmmax - 1)) & ~(u_long)(dmmax - 1);
 326
 327         if (aligned_nblks * nswdev > nswap)
 328                 nswap = aligned_nblks * nswdev;
 329
 330         if (swapblist == NULL)
 331                 swapblist = blist_create(nswap);
 332         else
 333                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
 334
 335         for (dvbase = dmmax; dvbase < nblks; dvbase += dmmax) {
 336                 blk = min(nblks - dvbase, dmmax);
 337                 vsbase = index * dmmax + dvbase * nswdev;
 338                 blist_free(swapblist, vsbase, blk);
 339                 vm_swap_size += blk;
 340         }
 341
 342         return (0);
 343 }