kernel/vm: Remove some unused variables.
[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. All advertising materials mentioning features or use of this software
16  *    must display the following acknowledgement:
17  *      This product includes software developed by the University of
18  *      California, Berkeley and its contributors.
19  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
21  *    without specific prior written permission.
22  *
23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
33  * SUCH DAMAGE.
34  *
35  *      @(#)vm_swap.c   8.5 (Berkeley) 2/17/94
36  * $FreeBSD: src/sys/vm/vm_swap.c,v 1.96.2.2 2001/10/14 18:46:47 iedowse Exp $
37  */
38
39 #include "opt_swap.h"
40
41 #include <sys/param.h>
42 #include <sys/systm.h>
43 #include <sys/sysproto.h>
44 #include <sys/buf.h>
45 #include <sys/proc.h>
46 #include <sys/priv.h>
47 #include <sys/nlookup.h>
48 #include <sys/sysctl.h>
49 #include <sys/dmap.h>           /* XXX */
50 #include <sys/vnode.h>
51 #include <sys/fcntl.h>
52 #include <sys/blist.h>
53 #include <sys/kernel.h>
54 #include <sys/lock.h>
55 #include <sys/conf.h>
56 #include <sys/stat.h>
57
58 #include <vm/vm.h>
59 #include <vm/vm_extern.h>
60 #include <vm/swap_pager.h>
61 #include <vm/vm_zone.h>
62 #include <vm/vm_param.h>
63
64 #include <sys/thread2.h>
65 #include <sys/mplock2.h>
66 #include <sys/mutex2.h>
67 #include <sys/spinlock2.h>
68
69 /*
70  * Indirect driver for multi-controller paging.
71  */
72
73 #ifndef NSWAPDEV
74 #define NSWAPDEV        4
75 #endif
76 static struct swdevt should_be_malloced[NSWAPDEV];
77 struct swdevt *swdevt = should_be_malloced;     /* exported to pstat/systat */
78 static swblk_t nswap;           /* first block after the interleaved devs */
79 static struct mtx swap_mtx = MTX_INITIALIZER;
80 int nswdev = NSWAPDEV;                          /* exported to pstat/systat */
81 int vm_swap_size;
82 int vm_swap_max;
83
84 static int swapoff_one(int index);
85 struct vnode *swapdev_vp;
86
87 /*
88  * (struct vnode *a_vp, struct bio *b_bio)
89  *
90  * vn_strategy() for swapdev_vp.  Perform swap strategy interleave device
91  * selection.
92  *
93  * No requirements.
94  */
95 static int
96 swapdev_strategy(struct vop_strategy_args *ap)
97 {
98         struct bio *bio = ap->a_bio;
99         struct bio *nbio;
100         struct buf *bp = bio->bio_buf;
101         int sz, off, seg, index, blkno, nblkno;
102         struct swdevt *sp;
103         sz = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
104         blkno = (int)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
105
106         /*
107          * Convert interleaved swap into per-device swap.  Note that
108          * the block size is left in PAGE_SIZE'd chunks (for the newswap)
109          * here.
110          */
111         nbio = push_bio(bio);
112         if (nswdev > 1) {
113                 off = blkno % dmmax;
114                 if (off + sz > dmmax) {
115                         bp->b_error = EINVAL;
116                         bp->b_flags |= B_ERROR;
117                         biodone(bio);
118                         return 0;
119                 }
120                 seg = blkno / dmmax;
121                 index = seg % nswdev;
122                 seg /= nswdev;
123                 nbio->bio_offset = (off_t)(seg * dmmax + off) << PAGE_SHIFT;
124         } else {
125                 index = 0;
126                 nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
127         }
128         nblkno = (int)(nbio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
129         sp = &swdevt[index];
130         if (nblkno + sz > sp->sw_nblks) {
131                 bp->b_error = EINVAL;
132                 bp->b_flags |= B_ERROR;
133                 /* I/O was never started on nbio, must biodone(bio) */
134                 biodone(bio);
135                 return 0;
136         }
137         if (sp->sw_vp == NULL) {
138                 bp->b_error = ENODEV;
139                 bp->b_flags |= B_ERROR;
140                 /* I/O was never started on nbio, must biodone(bio) */
141                 biodone(bio);
142                 return 0;
143         }
144
145         /*
146          * Issue a strategy call on the appropriate swap vnode.  Note that
147          * bp->b_vp is not modified.  Strategy code is always supposed to
148          * use the passed vp.
149          *
150          * We have to use vn_strategy() here even if we know we have a
151          * device in order to properly break up requests which exceed the
152          * device's DMA limits.
153          */
154         vn_strategy(sp->sw_vp, nbio);
155         return 0;
156 }
157
158 static int
159 swapdev_inactive(struct vop_inactive_args *ap)
160 {
161         vrecycle(ap->a_vp);
162         return(0);
163 }
164
165 static int
166 swapdev_reclaim(struct vop_reclaim_args *ap)
167 {
168         return(0);
169 }
170
171 /*
172  * Create a special vnode op vector for swapdev_vp - we only use
173  * vn_strategy(), everything else returns an error.
174  */
175 static struct vop_ops swapdev_vnode_vops = {
176         .vop_default =          vop_defaultop,
177         .vop_strategy =         swapdev_strategy,
178         .vop_inactive =         swapdev_inactive,
179         .vop_reclaim =          swapdev_reclaim
180 };
181 static struct vop_ops *swapdev_vnode_vops_p = &swapdev_vnode_vops;
182
183 VNODEOP_SET(swapdev_vnode_vops);
184
185 /*
186  * swapon_args(char *name)
187  *
188  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
189  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
190  * if already swapping on this device.
191  *
192  * No requirements.
193  */
194 int
195 sys_swapon(struct swapon_args *uap)
196 {
197         struct thread *td = curthread;
198         struct vattr attr;
199         struct vnode *vp;
200         struct nlookupdata nd;
201         int error;
202
203         error = priv_check(td, PRIV_ROOT);
204         if (error)
205                 return (error);
206
207         mtx_lock(&swap_mtx);
208         get_mplock();
209         vp = NULL;
210         error = nlookup_init(&nd, uap->name, UIO_USERSPACE, NLC_FOLLOW);
211         if (error == 0)
212                 error = nlookup(&nd);
213         if (error == 0)
214                 error = cache_vref(&nd.nl_nch, nd.nl_cred, &vp);
215         nlookup_done(&nd);
216         if (error) {
217                 rel_mplock();
218                 mtx_unlock(&swap_mtx);
219                 return (error);
220         }
221
222         if (vn_isdisk(vp, &error)) {
223                 error = swaponvp(td, vp, 0);
224         } else if (vp->v_type == VREG && vp->v_tag == VT_NFS &&
225                    (error = VOP_GETATTR(vp, &attr)) == 0) {
226                 /*
227                  * Allow direct swapping to NFS regular files in the same
228                  * way that nfs_mountroot() sets up diskless swapping.
229                  */
230                 error = swaponvp(td, vp, attr.va_size / DEV_BSIZE);
231         }
232         if (error)
233                 vrele(vp);
234         rel_mplock();
235         mtx_unlock(&swap_mtx);
236
237         return (error);
238 }
239
240 /*
241  * Swfree(index) frees the index'th portion of the swap map.
242  * Each of the nswdev devices provides 1/nswdev'th of the swap
243  * space, which is laid out with blocks of dmmax pages circularly
244  * among the devices.
245  *
246  * The new swap code uses page-sized blocks.  The old swap code used
247  * DEV_BSIZE'd chunks.
248  *
249  * XXX locking when multiple swapon's run in parallel
250  */
251 int
252 swaponvp(struct thread *td, struct vnode *vp, u_quad_t nblks)
253 {
254         swblk_t aligned_nblks;
255         int64_t dpsize;
256         struct ucred *cred;
257         struct swdevt *sp;
258         swblk_t vsbase;
259         swblk_t dvbase;
260         cdev_t dev;
261         int index;
262         int error;
263         swblk_t blk;
264
265         cred = td->td_ucred;
266
267         lwkt_gettoken(&vm_token);       /* needed for vm_swap_size and blist */
268         mtx_lock(&swap_mtx);
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                 vx_unlock(swapdev_vp);
277         }
278
279         for (sp = swdevt, index = 0 ; index < nswdev; index++, sp++) {
280                 if (sp->sw_vp == vp) {
281                         error = EBUSY;
282                         goto done;
283                 }
284                 if (!sp->sw_vp)
285                         goto found;
286
287         }
288         error = EINVAL;
289         goto done;
290     found:
291         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
292         error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, cred, NULL);
293         vn_unlock(vp);
294         if (error)
295                 goto done;
296
297         /*
298          * v_rdev is not valid until after the VOP_OPEN() call.  dev_psize()
299          * must be supported if a character device has been specified.
300          */
301         if (vp->v_type == VCHR)
302                 dev = vp->v_rdev;
303         else
304                 dev = NULL;
305
306         if (nblks == 0 && dev != NULL) {
307                 dpsize = dev_dpsize(dev);
308                 if (dpsize == -1) {
309                         VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE);
310                         error = ENXIO;
311                         goto done;
312                 }
313                 nblks = (u_quad_t)dpsize;
314         }
315         if (nblks == 0) {
316                 VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE);
317                 error = ENXIO;
318                 goto done;
319         }
320
321         /*
322          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
323          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
324          * 
325          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
326          */
327         nblks &= ~(u_quad_t)(ctodb(1) - 1);
328         nblks = dbtoc(nblks);
329
330         /*
331          * Post-conversion nblks must not be >= BLIST_MAXBLKS, and
332          * we impose a 4-swap-device limit so we have to divide it out
333          * further.  Going beyond this will result in overflows in the
334          * blist code.
335          *
336          * Post-conversion nblks must fit within a (swblk_t), which
337          * this test also ensures.
338          */
339         if (nblks > BLIST_MAXBLKS / nswdev) {
340                 kprintf("exceeded maximum of %d blocks per swap unit\n",
341                         (int)BLIST_MAXBLKS / nswdev);
342                 VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE);
343                 error = ENXIO;
344                 goto done;
345         }
346
347         sp->sw_vp = vp;
348         sp->sw_dev = dev2udev(dev);
349         sp->sw_device = dev;
350         sp->sw_flags = SW_FREED;
351         sp->sw_nused = 0;
352
353         /*
354          * nblks, nswap, and dmmax are PAGE_SIZE'd parameters now, not
355          * DEV_BSIZE'd.   aligned_nblks is used to calculate the
356          * size of the swap bitmap, taking into account the stripe size.
357          */
358         aligned_nblks = (swblk_t)((nblks + (dmmax - 1)) & ~(u_long)(dmmax - 1));
359         sp->sw_nblks = aligned_nblks;
360
361         if (aligned_nblks * nswdev > nswap)
362                 nswap = aligned_nblks * nswdev;
363
364         if (swapblist == NULL)
365                 swapblist = blist_create(nswap);
366         else
367                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
368
369         for (dvbase = dmmax; dvbase < aligned_nblks; dvbase += dmmax) {
370                 blk = min(aligned_nblks - dvbase, dmmax);
371                 vsbase = index * dmmax + dvbase * nswdev;
372                 blist_free(swapblist, vsbase, blk);
373                 vm_swap_size += blk;
374                 vm_swap_max += blk;
375         }
376         swap_pager_newswap();
377         error = 0;
378 done:
379         mtx_unlock(&swap_mtx);
380         lwkt_reltoken(&vm_token);
381         return (error);
382 }
383
384 /*
385  * swapoff_args(char *name)
386  *
387  * System call swapoff(name) disables swapping on device name,
388  * which must be an active swap device. Return ENOMEM
389  * if there is not enough memory to page in the contents of
390  * the given device.
391  *
392  * No requirements.
393  */
394 int
395 sys_swapoff(struct swapoff_args *uap)
396 {
397         struct vnode *vp;
398         struct nlookupdata nd;
399         struct swdevt *sp;
400         int error, index;
401
402         error = priv_check(curthread, PRIV_ROOT);
403         if (error)
404                 return (error);
405
406         mtx_lock(&swap_mtx);
407         get_mplock();
408         vp = NULL;
409         error = nlookup_init(&nd, uap->name, UIO_USERSPACE, NLC_FOLLOW);
410         if (error == 0)
411                 error = nlookup(&nd);
412         if (error == 0)
413                 error = cache_vref(&nd.nl_nch, nd.nl_cred, &vp);
414         nlookup_done(&nd);
415         if (error)
416                 goto done;
417
418         for (sp = swdevt, index = 0; index < nswdev; index++, sp++) {
419                 if (sp->sw_vp == vp)
420                         goto found;
421         }
422         error = EINVAL;
423         goto done;
424 found:
425         error = swapoff_one(index);
426
427 done:
428         rel_mplock();
429         mtx_unlock(&swap_mtx);
430         return (error);
431 }
432
433 static int
434 swapoff_one(int index)
435 {
436         swblk_t blk, aligned_nblks;
437         swblk_t dvbase, vsbase;
438         u_int pq_active_clean, pq_inactive_clean;
439         struct swdevt *sp;
440         struct vm_page marker;
441         vm_page_t m;
442         int q;
443
444         mtx_lock(&swap_mtx);
445
446         sp = &swdevt[index];
447         aligned_nblks = sp->sw_nblks;
448         pq_active_clean = pq_inactive_clean = 0;
449
450         /*
451          * We can turn off this swap device safely only if the
452          * available virtual memory in the system will fit the amount
453          * of data we will have to page back in, plus an epsilon so
454          * the system doesn't become critically low on swap space.
455          */
456         for (q = 0; q < PQ_L2_SIZE; ++q) {
457                 bzero(&marker, sizeof(marker));
458                 marker.flags = PG_BUSY | PG_FICTITIOUS | PG_MARKER;
459                 marker.queue = PQ_ACTIVE + q;
460                 marker.pc = q;
461                 marker.wire_count = 1;
462
463                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
464                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
465                                   &marker, pageq);
466
467                 while ((m = TAILQ_NEXT(&marker, pageq)) != NULL) {
468                         TAILQ_REMOVE(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
469                                      &marker, pageq);
470                         TAILQ_INSERT_AFTER(&vm_page_queues[marker.queue].pl, m,
471                                            &marker, pageq);
472                         if (m->flags & (PG_MARKER | PG_FICTITIOUS))
473                                 continue;
474
475                         if (vm_page_busy_try(m, FALSE) == 0) {
476                                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
477                                 if (m->dirty == 0) {
478                                         vm_page_test_dirty(m);
479                                         if (m->dirty == 0)
480                                                 ++pq_active_clean;
481                                 }
482                                 vm_page_wakeup(m);
483                                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
484                         }
485                 }
486                 TAILQ_REMOVE(&vm_page_queues[marker.queue].pl, &marker, pageq);
487                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
488
489                 marker.queue = PQ_INACTIVE + q;
490                 marker.pc = q;
491                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
492                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
493                                   &marker, pageq);
494
495                 while ((m = TAILQ_NEXT(&marker, pageq)) != NULL) {
496                         TAILQ_REMOVE(
497                                 &vm_page_queues[marker.queue].pl,
498                                 &marker, pageq);
499                         TAILQ_INSERT_AFTER(
500                                 &vm_page_queues[marker.queue].pl,
501                                 m, &marker, pageq);
502                         if (m->flags & (PG_MARKER | PG_FICTITIOUS))
503                                 continue;
504
505                         if (vm_page_busy_try(m, FALSE) == 0) {
506                                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
507                                 if (m->dirty == 0) {
508                                         vm_page_test_dirty(m);
509                                         if (m->dirty == 0)
510                                                 ++pq_inactive_clean;
511                                 }
512                                 vm_page_wakeup(m);
513                                 vm_page_queues_spin_lock(marker.queue);
514                         }
515                 }
516                 TAILQ_REMOVE(&vm_page_queues[marker.queue].pl,
517                              &marker, pageq);
518                 vm_page_queues_spin_unlock(marker.queue);
519         }
520
521         if (vmstats.v_free_count + vmstats.v_cache_count + pq_active_clean +
522             pq_inactive_clean + vm_swap_size < aligned_nblks + nswap_lowat) {
523                 mtx_unlock(&swap_mtx);
524                 return (ENOMEM);
525         }
526
527         /*
528          * Prevent further allocations on this device
529          */
530         sp->sw_flags |= SW_CLOSING;
531         for (dvbase = dmmax; dvbase < aligned_nblks; dvbase += dmmax) {
532                 blk = min(aligned_nblks - dvbase, dmmax);
533                 vsbase = index * dmmax + dvbase * nswdev;
534                 vm_swap_size -= blist_fill(swapblist, vsbase, blk);
535                 vm_swap_max -= blk;
536         }
537
538         /*
539          * Page in the contents of the device and close it.
540          */
541         if (swap_pager_swapoff(index)) {
542                 mtx_unlock(&swap_mtx);
543                 return (EINTR);
544         }
545
546         VOP_CLOSE(sp->sw_vp, FREAD | FWRITE);
547         vrele(sp->sw_vp);
548         bzero(swdevt + index, sizeof(struct swdevt));
549
550         /*
551          * Resize the bitmap based on the nem largest swap device,
552          * or free the bitmap if there are no more devices.
553          */
554         for (sp = swdevt, aligned_nblks = 0; sp < swdevt + nswdev; sp++) {
555                 if (sp->sw_vp)
556                         aligned_nblks = max(aligned_nblks, sp->sw_nblks);
557         }
558
559         nswap = aligned_nblks * nswdev;
560
561         if (nswap == 0) {
562                 blist_destroy(swapblist);
563                 swapblist = NULL;
564                 vrele(swapdev_vp);
565                 swapdev_vp = NULL;
566         } else {
567                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
568         }
569
570         mtx_unlock(&swap_mtx);
571         return (0);
572 }
573
574 /*
575  * Account for swap space in individual swdevt's.  The caller ensures
576  * that the provided range falls into a single swdevt.
577  *
578  * +count       space freed
579  * -count       space allocated
580  */
581 void
582 swapacctspace(swblk_t base, swblk_t count)
583 {
584         int index;
585         int seg;
586
587         vm_swap_size += count;
588         seg = base / dmmax;
589         index = seg % nswdev;
590         swdevt[index].sw_nused -= count;
591 }
592
593 /*
594  * Retrieve swap info
595  */
596 static int
597 sysctl_vm_swap_info(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
598 {
599         struct xswdev xs;
600         struct swdevt *sp;
601         int     error;
602         int     n;
603
604         error = 0;
605         for (n = 0; n < nswdev; ++n) {
606                 sp = &swdevt[n];
607
608                 xs.xsw_size = sizeof(xs);
609                 xs.xsw_version = XSWDEV_VERSION;
610                 xs.xsw_blksize = PAGE_SIZE;
611                 xs.xsw_dev = sp->sw_dev;
612                 xs.xsw_flags = sp->sw_flags;
613                 xs.xsw_nblks = sp->sw_nblks;
614                 xs.xsw_used = sp->sw_nused;
615
616                 error = SYSCTL_OUT(req, &xs, sizeof(xs));
617                 if (error)
618                         break;
619         }
620         return (error);
621 }
622
623 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, nswapdev, CTLFLAG_RD, &nswdev, 0,
624            "Number of swap devices");
625 SYSCTL_NODE(_vm, OID_AUTO, swap_info_array, CTLFLAG_RD, sysctl_vm_swap_info,
626             "Swap statistics by device");