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 1.15 2004/10/12 19:21:16 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 (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(struct vop_strategy_args /* {
  86                          struct vnode *a_vp;
  87                          struct buf *a_bp;
  88                  } */ *ap)
  89 {
  90         int s, sz, off, seg, index;
  91         struct swdevt *sp;
  92         struct vnode *vp;
  93         struct buf *bp;
  94
  95         bp = ap->a_bp;
  96         sz = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
  97
  98         /*
  99          * Convert interleaved swap into per-device swap.  Note that
 100          * the block size is left in PAGE_SIZE'd chunks (for the newswap)
 101          * here.
 102          */
 103         if (nswdev > 1) {
 104                 off = bp->b_blkno % dmmax;
 105                 if (off + sz > dmmax) {
 106                         bp->b_error = EINVAL;
 107                         bp->b_flags |= B_ERROR;
 108                         biodone(bp);
 109                         return 0;
 110                 }
 111                 seg = bp->b_blkno / dmmax;
 112                 index = seg % nswdev;
 113                 seg /= nswdev;
 114                 bp->b_blkno = seg * dmmax + off;
 115         } else {
 116                 index = 0;
 117         }
 118         sp = &swdevt[index];
 119         if (bp->b_blkno + sz > sp->sw_nblks) {
 120                 bp->b_error = EINVAL;
 121                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 122                 biodone(bp);
 123                 return 0;
 124         }
 125         bp->b_dev = sp->sw_device;
 126         if (sp->sw_vp == NULL) {
 127                 bp->b_error = ENODEV;
 128                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 129                 biodone(bp);
 130                 return 0;
 131         }
 132
 133         /*
 134          * Convert from PAGE_SIZE'd to DEV_BSIZE'd chunks for the actual I/O
 135          */
 136         bp->b_blkno = ctodb(bp->b_blkno);
 137
 138         vhold(sp->sw_vp);
 139         s = splvm();
 140         if ((bp->b_flags & B_READ) == 0) {
 141                 vp = bp->b_vp;
 142                 if (vp) {
 143                         vp->v_numoutput--;
 144                         if ((vp->v_flag & VBWAIT) && vp->v_numoutput <= 0) {
 145                                 vp->v_flag &= ~VBWAIT;
 146                                 wakeup(&vp->v_numoutput);
 147                         }
 148                 }
 149                 sp->sw_vp->v_numoutput++;
 150         }
 151         pbreassignbuf(bp, sp->sw_vp);
 152         splx(s);
 153         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
 154         return 0;
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Create a special vnode op vector for swapdev_vp - we only use
 159  * VOP_STRATEGY(), everything else returns an error.
 160  */
 161 struct vop_ops *swapdev_vnode_vops;
 162 static struct vnodeopv_entry_desc swapdev_vnodeop_entries[] = {
 163         { &vop_default_desc,            vop_defaultop },
 164         { &vop_strategy_desc,           (void *) swapdev_strategy },
 165         { NULL, NULL }
 166 };
 167 static struct vnodeopv_desc swapdev_vnodeop_opv_desc =
 168         { &swapdev_vnode_vops, swapdev_vnodeop_entries };
 169
 170 VNODEOP_SET(swapdev_vnodeop_opv_desc);
 171
 172 /*
 173  * swapon_args(char *name)
 174  *
 175  * System call swapon(name) enables swapping on device name,
 176  * which must be in the swdevsw.  Return EBUSY
 177  * if already swapping on this device.
 178  */
 179 /* ARGSUSED */
 180 int
 181 swapon(struct swapon_args *uap)
 182 {
 183         struct thread *td = curthread;
 184         struct vattr attr;
 185         struct vnode *vp;
 186         struct nameidata nd;
 187         int error;
 188         struct ucred *cred;
 189
 190         KKASSERT(td->td_proc);
 191         cred = td->td_proc->p_ucred;
 192
 193         error = suser(td);
 194         if (error)
 195                 return (error);
 196
 197         NDINIT(&nd, NAMEI_LOOKUP, CNP_FOLLOW, UIO_USERSPACE, uap->name, td);
 198         error = namei(&nd);
 199         if (error)
 200                 return (error);
 201
 202         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
 203         vp = nd.ni_vp;
 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, td)) == 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
 216         if (error)
 217                 vrele(vp);
 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_long nblks)
 235 {
 236         u_long aligned_nblks;
 237         struct ucred *cred;
 238         struct swdevt *sp;
 239         swblk_t vsbase;
 240         swblk_t dvbase;
 241         dev_t dev;
 242         int index;
 243         int error;
 244         long blk;
 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_vnode_vops,
 251                                     &swapdev_vp, 0, 0);
 252                 if (error)
 253                         panic("Cannot get vnode for swapdev");
 254                 swapdev_vp->v_type = VNON;      /* Untyped */
 255                 vx_unlock(swapdev_vp);
 256         }
 257
 258         ASSERT_VOP_UNLOCKED(vp, "swaponvp");
 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, td);
 269         error = VOP_OPEN(vp, FREAD | FWRITE, cred, td);
 270         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
 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 = NODEV;
 282
 283         if (nblks == 0 && dev != NODEV && ((nblks = dev_dpsize(dev)) == -1)) {
 284                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 285                 return (ENXIO);
 286         }
 287         if (nblks == 0) {
 288                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 289                 return (ENXIO);
 290         }
 291
 292         /*
 293          * If we go beyond this, we get overflows in the radix
 294          * tree bitmap code.
 295          */
 296         if (nblks > 0x40000000 / BLIST_META_RADIX / nswdev) {
 297                 printf("exceeded maximum of %d blocks per swap unit\n",
 298                         0x40000000 / BLIST_META_RADIX / nswdev);
 299                 (void) VOP_CLOSE(vp, FREAD | FWRITE, td);
 300                 return (ENXIO);
 301         }
 302         /*
 303          * nblks is in DEV_BSIZE'd chunks, convert to PAGE_SIZE'd chunks.
 304          * First chop nblks off to page-align it, then convert.
 305          *
 306          * sw->sw_nblks is in page-sized chunks now too.
 307          */
 308         nblks &= ~(ctodb(1) - 1);
 309         nblks = dbtoc(nblks);
 310
 311         sp->sw_vp = vp;
 312         sp->sw_dev = dev2udev(dev);
 313         sp->sw_device = dev;
 314         sp->sw_flags |= SW_FREED;
 315         sp->sw_nblks = nblks;
 316
 317         /*
 318          * nblks, nswap, and dmmax are PAGE_SIZE'd parameters now, not
 319          * DEV_BSIZE'd.   aligned_nblks is used to calculate the
 320          * size of the swap bitmap, taking into account the stripe size.
 321          */
 322         aligned_nblks = (nblks + (dmmax - 1)) & ~(u_long)(dmmax - 1);
 323
 324         if (aligned_nblks * nswdev > nswap)
 325                 nswap = aligned_nblks * nswdev;
 326
 327         if (swapblist == NULL)
 328                 swapblist = blist_create(nswap);
 329         else
 330                 blist_resize(&swapblist, nswap, 0);
 331
 332         for (dvbase = dmmax; dvbase < nblks; dvbase += dmmax) {
 333                 blk = min(nblks - dvbase, dmmax);
 334                 vsbase = index * dmmax + dvbase * nswdev;
 335                 blist_free(swapblist, vsbase, blk);
 336                 vm_swap_size += blk;
 337         }
 338
 339         return (0);
 340 }