sys/vm/swap_pager.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1998,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   3  *
   4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
   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  *
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *    the documentation and/or other materials provided with the
  16  *    distribution.
  17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *    from this software without specific, prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
  35  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
  36  * Copyright (c) 1991, 1993
  37  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  38  *
  39  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  40  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  41  * Science Department.
  42  *
  43  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  44  * modification, are permitted provided that the following conditions
  45  * are met:
  46  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  47  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  48  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  49  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  50  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  51  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  52  *    must display the following acknowledgement:
  53  *      This product includes software developed by the University of
  54  *      California, Berkeley and its contributors.
  55  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  56  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  57  *    without specific prior written permission.
  58  *
  59  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  60  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  61  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  62  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  63  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  64  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  65  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  66  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  67  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  68  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  69  * SUCH DAMAGE.
  70  *
  71  *                              New Swap System
  72  *                              Matthew Dillon
  73  *
  74  * Radix Bitmap 'blists'.
  75  *
  76  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
  77  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
  78  *        arbitrary degree of fragmentation.
  79  *
  80  * Features:
  81  *
  82  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
  83  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
  84  *        pages.
  85  *
  86  *      - on the fly deallocation of swap
  87  *
  88  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
  89  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
  90  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
  91  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
  92  *        or renamed.
  93  *
  94  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
  95  *
  96  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
  97  *
  98  * $FreeBSD: src/sys/vm/swap_pager.c,v 1.130.2.12 2002/08/31 21:15:55 dillon Exp $
  99  * $DragonFly: src/sys/vm/swap_pager.c,v 1.32 2008/07/01 02:02:56 dillon Exp $
 100  */
 101
 102 #include <sys/param.h>
 103 #include <sys/systm.h>
 104 #include <sys/conf.h>
 105 #include <sys/kernel.h>
 106 #include <sys/proc.h>
 107 #include <sys/buf.h>
 108 #include <sys/vnode.h>
 109 #include <sys/malloc.h>
 110 #include <sys/vmmeter.h>
 111 #include <sys/sysctl.h>
 112 #include <sys/blist.h>
 113 #include <sys/lock.h>
 114 #include <sys/thread2.h>
 115
 116 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
 117 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
 118 #endif
 119
 120 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
 121
 122 #include "opt_swap.h"
 123 #include <vm/vm.h>
 124 #include <vm/vm_object.h>
 125 #include <vm/vm_page.h>
 126 #include <vm/vm_pager.h>
 127 #include <vm/vm_pageout.h>
 128 #include <vm/swap_pager.h>
 129 #include <vm/vm_extern.h>
 130 #include <vm/vm_zone.h>
 131 #include <vm/vnode_pager.h>
 132
 133 #include <sys/buf2.h>
 134 #include <vm/vm_page2.h>
 135
 136 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
 137 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
 138
 139 #define SWBIO_READ      0x01
 140 #define SWBIO_WRITE     0x02
 141 #define SWBIO_SYNC      0x04
 142
 143 struct swfreeinfo {
 144         vm_object_t     object;
 145         vm_pindex_t     basei;
 146         vm_pindex_t     begi;
 147         vm_pindex_t     endi;   /* inclusive */
 148 };
 149
 150 /*
 151  * vm_swap_size is in page-sized chunks now.  It was DEV_BSIZE'd chunks
 152  * in the old system.
 153  */
 154
 155 extern int vm_swap_size;        /* number of free swap blocks, in pages */
 156
 157 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
 158 int vm_swap_cache_use;
 159 int vm_swap_anon_use;
 160
 161 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
 162 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
 163 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
 164 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
 165 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
 166 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
 167
 168 struct blist *swapblist;
 169 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
 170 static int swap_burst_read = 0; /* allow burst reading */
 171
 172 extern struct vnode *swapdev_vp;        /* from vm_swap.c */
 173
 174 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
 175         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
 176 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_burst_read,
 177         CTLFLAG_RW, &swap_burst_read, 0, "Allow burst reads for pageins");
 178
 179 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_cache_use,
 180         CTLFLAG_RD, &vm_swap_cache_use, 0, "");
 181 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_anon_use,
 182         CTLFLAG_RD, &vm_swap_anon_use, 0, "");
 183
 184 vm_zone_t               swap_zone;
 185
 186 /*
 187  * Red-Black tree for swblock entries
 188  */
 189 RB_GENERATE2(swblock_rb_tree, swblock, swb_entry, rb_swblock_compare,
 190              vm_pindex_t, swb_index);
 191
 192 int
 193 rb_swblock_compare(struct swblock *swb1, struct swblock *swb2)
 194 {
 195         if (swb1->swb_index < swb2->swb_index)
 196                 return(-1);
 197         if (swb1->swb_index > swb2->swb_index)
 198                 return(1);
 199         return(0);
 200 }
 201
 202 static
 203 int
 204 rb_swblock_scancmp(struct swblock *swb, void *data)
 205 {
 206         struct swfreeinfo *info = data;
 207
 208         if (swb->swb_index < info->basei)
 209                 return(-1);
 210         if (swb->swb_index > info->endi)
 211                 return(1);
 212         return(0);
 213 }
 214
 215 /*
 216  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
 217  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
 218  * (see vm/swap_pager.h).
 219  */
 220
 221 static vm_object_t
 222                 swap_pager_alloc (void *handle, off_t size,
 223                                   vm_prot_t prot, off_t offset);
 224 static void     swap_pager_dealloc (vm_object_t object);
 225 static int      swap_pager_getpage (vm_object_t, vm_page_t *, int);
 226 static void     swap_chain_iodone(struct bio *biox);
 227
 228 struct pagerops swappagerops = {
 229         swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
 230         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
 231         swap_pager_getpage,     /* pagein                               */
 232         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
 233         swap_pager_haspage      /* get backing store status for page    */
 234 };
 235
 236 /*
 237  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
 238  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
 239  *
 240  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
 241  * internal.
 242  */
 243
 244 int dmmax;
 245 static int dmmax_mask;
 246 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
 247 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
 248
 249 static __inline void    swp_sizecheck (void);
 250 static void     swp_pager_async_iodone (struct bio *bio);
 251
 252 /*
 253  * Swap bitmap functions
 254  */
 255
 256 static __inline void    swp_pager_freeswapspace (vm_object_t object, daddr_t blk, int npages);
 257 static __inline daddr_t swp_pager_getswapspace (vm_object_t object, int npages);
 258
 259 /*
 260  * Metadata functions
 261  */
 262
 263 static void swp_pager_meta_convert (vm_object_t);
 264 static void swp_pager_meta_build (vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
 265 static void swp_pager_meta_free (vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
 266 static void swp_pager_meta_free_all (vm_object_t);
 267 static daddr_t swp_pager_meta_ctl (vm_object_t, vm_pindex_t, int);
 268
 269 /*
 270  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
 271  *
 272  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
 273  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
 274  *
 275  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
 276  *
 277  *      No restrictions on call
 278  *      This routine may not block.
 279  *      This routine must be called at splvm()
 280  */
 281
 282 static __inline void
 283 swp_sizecheck(void)
 284 {
 285         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
 286                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
 287                         kprintf("swap_pager: out of swap space\n");
 288                         swap_pager_almost_full = 1;
 289                 }
 290         } else {
 291                 swap_pager_full = 0;
 292                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
 293                         swap_pager_almost_full = 0;
 294         }
 295 }
 296
 297 /*
 298  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
 299  *
 300  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run
 301  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
 302  *      system has yet to be initialized at this point.
 303  */
 304 static void
 305 swap_pager_init(void *arg __unused)
 306 {
 307         /*
 308          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
 309          */
 310         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
 311         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
 312 }
 313 SYSINIT(vm_mem, SI_BOOT1_VM, SI_ORDER_THIRD, swap_pager_init, NULL)
 314
 315 /*
 316  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
 317  *
 318  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
 319  *      its main loop.
 320  */
 321
 322 void
 323 swap_pager_swap_init(void)
 324 {
 325         int n, n2;
 326
 327         /*
 328          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
 329          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
 330          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
 331          * but it isn't very efficient).
 332          *
 333          * The nsw_cluster_max is constrained by the number of pages an XIO
 334          * holds, i.e., (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
 335          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
 336          * constrained by the swap device interleave stripe size.
 337          *
 338          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is
 339          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
 340          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
 341          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
 342          * a higher value would probably generate only a limited improvement
 343          * with three or four active swap devices since the system does not
 344          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
 345          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
 346          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
 347          * So it all works out pretty well.
 348          */
 349
 350         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
 351
 352         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
 353         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
 354         nsw_wcount_async = 4;
 355         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
 356
 357         /*
 358          * The zone is dynamically allocated so generally size it to
 359          * maxswzone (32MB to 512MB of KVM).  Set a minimum size based
 360          * on physical memory of around 8x (each swblock can hold 16 pages).
 361          *
 362          * With the advent of SSDs (vs HDs) the practical (swap:memory) ratio
 363          * has increased dramatically.
 364          */
 365         n = vmstats.v_page_count / 2;
 366         if (maxswzone && n < maxswzone / sizeof(struct swblock))
 367                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
 368         n2 = n;
 369
 370         do {
 371                 swap_zone = zinit(
 372                         "SWAPMETA",
 373                         sizeof(struct swblock),
 374                         n,
 375                         ZONE_INTERRUPT,
 376                         1);
 377                 if (swap_zone != NULL)
 378                         break;
 379                 /*
 380                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
 381                  * size of the previous attempt.
 382                  */
 383                 n -= ((n + 2) / 3);
 384         } while (n > 0);
 385
 386         if (swap_zone == NULL)
 387                 panic("swap_pager_swap_init: swap_zone == NULL");
 388         if (n2 != n)
 389                 kprintf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
 390 }
 391
 392 /*
 393  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
 394  *                      its metadata structures.
 395  *
 396  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
 397  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
 398  *      and then converting it with swp_pager_meta_convert().
 399  *
 400  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
 401  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
 402  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
 403  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
 404  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
 405  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
 406  *      already exists.
 407  */
 408
 409 static vm_object_t
 410 swap_pager_alloc(void *handle, off_t size, vm_prot_t prot, off_t offset)
 411 {
 412         vm_object_t object;
 413
 414         KKASSERT(handle == NULL);
 415 #if 0
 416         if (handle) {
 417                 /*
 418                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
 419                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
 420                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
 421                  * of the handle.
 422                  */
 423                 while (sw_alloc_interlock) {
 424                         sw_alloc_interlock = -1;
 425                         tsleep(&sw_alloc_interlock, 0, "swpalc", 0);
 426                 }
 427                 sw_alloc_interlock = 1;
 428
 429                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
 430
 431                 if (object != NULL) {
 432                         vm_object_reference(object);
 433                 } else {
 434                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
 435                                 OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
 436                         object->handle = handle;
 437                         swp_pager_meta_convert(object);
 438                 }
 439
 440                 if (sw_alloc_interlock < 0)
 441                         wakeup(&sw_alloc_interlock);
 442                 sw_alloc_interlock = 0;
 443         } else { ... }
 444 #endif
 445         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
 446                                     OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
 447         swp_pager_meta_convert(object);
 448
 449         return (object);
 450 }
 451
 452 /*
 453  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
 454  *
 455  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is
 456  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
 457  *      routine is typically called only when the entire object is
 458  *      about to be destroyed.
 459  *
 460  *      This routine may block, but no longer does.
 461  *
 462  *      The object must be locked or unreferenceable.
 463  */
 464
 465 static void
 466 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
 467 {
 468         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
 469
 470         /*
 471          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from
 472          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
 473          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
 474          * if paging is still in progress on some objects.
 475          */
 476         crit_enter();
 477         swp_pager_meta_free_all(object);
 478         crit_exit();
 479 }
 480
 481 /************************************************************************
 482  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
 483  ************************************************************************/
 484
 485 /*
 486  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
 487  *
 488  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
 489  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
 490  *      if the allocation failed.
 491  *
 492  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
 493  *      when they configured swap and didn't configure enough.
 494  *
 495  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
 496  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
 497  *
 498  *      This routine may not block
 499  *      This routine must be called at splvm().
 500  */
 501 static __inline daddr_t
 502 swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages)
 503 {
 504         daddr_t blk;
 505
 506         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
 507                 if (swap_pager_full != 2) {
 508                         kprintf("swap_pager_getswapspace: failed\n");
 509                         swap_pager_full = 2;
 510                         swap_pager_almost_full = 1;
 511                 }
 512         } else {
 513                 vm_swap_size -= npages;
 514                 if (object->type == OBJT_SWAP)
 515                         vm_swap_anon_use += npages;
 516                 else
 517                         vm_swap_cache_use += npages;
 518                 swp_sizecheck();
 519         }
 520         return(blk);
 521 }
 522
 523 /*
 524  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space
 525  *
 526  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
 527  *
 528  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
 529  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
 530  *
 531  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
 532  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
 533  *
 534  *      This routine may not block
 535  *      This routine must be called at splvm().
 536  */
 537
 538 static __inline void
 539 swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object, daddr_t blk, int npages)
 540 {
 541         blist_free(swapblist, blk, npages);
 542         vm_swap_size += npages;
 543         if (object->type == OBJT_SWAP)
 544                 vm_swap_anon_use -= npages;
 545         else
 546                 vm_swap_cache_use -= npages;
 547         swp_sizecheck();
 548 }
 549
 550 /*
 551  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
 552  *                              range within an object.
 553  *
 554  *      This is a globally accessible routine.
 555  *
 556  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
 557  *
 558  *      The external callers of this routine typically have already destroyed
 559  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so
 560  *      we should be ok.
 561  *
 562  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm
 563  *      temporarily in order to perform the metadata removal.
 564  */
 565 void
 566 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t size)
 567 {
 568         crit_enter();
 569         swp_pager_meta_free(object, start, size);
 570         crit_exit();
 571 }
 572
 573 void
 574 swap_pager_freespace_all(vm_object_t object)
 575 {
 576         crit_enter();
 577         swp_pager_meta_free_all(object);
 578         crit_exit();
 579 }
 580
 581 /*
 582  * Called by vm_page_alloc() when a new VM page is inserted
 583  * into a VM object.  Checks whether swap has been assigned to
 584  * the page and sets PG_SWAPPED as necessary.
 585  */
 586 void
 587 swap_pager_page_inserted(vm_page_t m)
 588 {
 589         if (m->object->swblock_count) {
 590                 crit_enter();
 591                 if (swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, 0) != SWAPBLK_NONE)
 592                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
 593                 crit_exit();
 594         }
 595 }
 596
 597 /*
 598  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
 599  *
 600  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The
 601  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
 602  *
 603  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
 604  */
 605 int
 606 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
 607 {
 608         int n = 0;
 609         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
 610         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
 611
 612         crit_enter();
 613         while (size) {
 614                 if (n == 0) {
 615                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
 616                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) ==
 617                                SWAPBLK_NONE)
 618                         {
 619                                 n >>= 1;
 620                                 if (n == 0) {
 621                                         swp_pager_meta_free(object, beg,
 622                                                             start - beg);
 623                                         crit_exit();
 624                                         return(-1);
 625                                 }
 626                         }
 627                 }
 628                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
 629                 --size;
 630                 ++start;
 631                 ++blk;
 632                 --n;
 633         }
 634         swp_pager_meta_free(object, start, n);
 635         crit_exit();
 636         return(0);
 637 }
 638
 639 /*
 640  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
 641  *                      and destroy the source.
 642  *
 643  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
 644  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
 645  *      we keep the destination's.
 646  *
 647  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
 648  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
 649  *      progress on the source.
 650  *
 651  *      This routine can be called at any spl
 652  *
 653  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we
 654  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
 655  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
 656  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok.
 657  *
 658  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
 659  *
 660  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
 661  *
 662  *      The source and destination objects must be locked or
 663  *      inaccessible (XXX are they ?)
 664  */
 665
 666 void
 667 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
 668                 vm_pindex_t base_index, int destroysource)
 669 {
 670         vm_pindex_t i;
 671
 672         crit_enter();
 673
 674         /*
 675          * transfer source to destination.
 676          */
 677         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
 678                 daddr_t dstaddr;
 679
 680                 /*
 681                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
 682                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
 683                  * if the destination is a resident page, in which case the
 684                  * source is thrown away.
 685                  */
 686                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
 687
 688                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
 689                         /*
 690                          * Destination has no swapblk and is not resident,
 691                          * copy source.
 692                          */
 693                         daddr_t srcaddr;
 694
 695                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(srcobject,
 696                                                      base_index + i, SWM_POP);
 697
 698                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
 699                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
 700                 } else {
 701                         /*
 702                          * Destination has valid swapblk or it is represented
 703                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
 704                          */
 705                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, base_index + i, SWM_FREE);
 706                 }
 707         }
 708
 709         /*
 710          * Free left over swap blocks in source.
 711          *
 712          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
 713          * double-remove the object from the swap queues.
 714          */
 715         if (destroysource) {
 716                 /*
 717                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
 718                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
 719                  * for consistency since we've removed the object from its
 720                  * queues.
 721                  */
 722                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
 723                 if (srcobject->type == OBJT_SWAP)
 724                         srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
 725         }
 726         crit_exit();
 727 }
 728
 729 /*
 730  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
 731  *                              the requested page.
 732  *
 733  *      We determine whether good backing store exists for the requested
 734  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
 735  *
 736  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
 737  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
 738  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
 739  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
 740  *      doing here.
 741  */
 742
 743 boolean_t
 744 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
 745 {
 746         daddr_t blk0;
 747
 748         /*
 749          * do we have good backing store at the requested index ?
 750          */
 751
 752         crit_enter();
 753         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
 754
 755         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
 756                 crit_exit();
 757                 return (FALSE);
 758         }
 759
 760 #if 0
 761         /*
 762          * find backwards-looking contiguous good backing store
 763          */
 764         if (before != NULL) {
 765                 int i;
 766
 767                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
 768                         daddr_t blk;
 769
 770                         if (i > pindex)
 771                                 break;
 772                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
 773                         if (blk != blk0 - i)
 774                                 break;
 775                 }
 776                 *before = (i - 1);
 777         }
 778
 779         /*
 780          * find forward-looking contiguous good backing store
 781          */
 782
 783         if (after != NULL) {
 784                 int i;
 785
 786                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
 787                         daddr_t blk;
 788
 789                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
 790                         if (blk != blk0 + i)
 791                                 break;
 792                 }
 793                 *after = (i - 1);
 794         }
 795 #endif
 796         crit_exit();
 797         return (TRUE);
 798 }
 799
 800 /*
 801  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
 802  *
 803  * This removes any associated swap backing store, whether valid or
 804  * not, from the page.  This operates on any VM object, not just OBJT_SWAP
 805  * objects.
 806  *
 807  * This routine is typically called when a page is made dirty, at
 808  * which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
 809  * calls us in a special-case situation
 810  *
 811  * NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
 812  * should make the page dirty before calling this routine.  This routine
 813  * does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
 814  * depends on it.
 815  *
 816  * This routine may not block
 817  * This routine must be called at splvm()
 818  */
 819 void
 820 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
 821 {
 822         if (m->flags & PG_SWAPPED) {
 823                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
 824                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
 825         }
 826 }
 827
 828 /*
 829  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
 830  *
 831  * This implements a VM OBJECT strategy function using swap backing store.
 832  * This can operate on any VM OBJECT type, not necessarily just OBJT_SWAP
 833  * types.
 834  *
 835  * This is intended to be a cacheless interface (i.e. caching occurs at
 836  * higher levels), and is also used as a swap-based SSD cache for vnode
 837  * and device objects.
 838  *
 839  * All I/O goes directly to and from the swap device.
 840  *
 841  * We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
 842  * the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
 843  * sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
 844  * But this is swap, so we let it all hang out.
 845  */
 846 void
 847 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct bio *bio)
 848 {
 849         struct buf *bp = bio->bio_buf;
 850         struct bio *nbio;
 851         vm_pindex_t start;
 852         vm_pindex_t biox_blkno = 0;
 853         int count;
 854         char *data;
 855         struct bio *biox;
 856         struct buf *bufx;
 857         struct bio_track *track;
 858
 859         /*
 860          * tracking for swapdev vnode I/Os
 861          */
 862         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
 863                 track = &swapdev_vp->v_track_read;
 864         else
 865                 track = &swapdev_vp->v_track_write;
 866
 867         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
 868                 bp->b_error = EINVAL;
 869                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
 870                 biodone(bio);
 871                 kprintf("swap_pager_strategy: bp %p offset %lld size %d, "
 872                         "not page bounded\n",
 873                         bp, (long long)bio->bio_offset, (int)bp->b_bcount);
 874                 return;
 875         }
 876
 877         /*
 878          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
 879          */
 880         bp->b_error = 0;
 881         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
 882         bp->b_resid = bp->b_bcount;
 883
 884         start = (vm_pindex_t)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
 885         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
 886         data = bp->b_data;
 887
 888         /*
 889          * Deal with BUF_CMD_FREEBLKS
 890          */
 891         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_FREEBLKS) {
 892                 /*
 893                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
 894                  *                needed.
 895                  */
 896                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
 897                 bp->b_resid = 0;
 898                 biodone(bio);
 899                 return;
 900         }
 901
 902         /*
 903          * We need to be able to create a new cluster of I/O's.  We cannot
 904          * use the caller fields of the passed bio so push a new one.
 905          *
 906          * Because nbio is just a placeholder for the cluster links,
 907          * we can biodone() the original bio instead of nbio to make
 908          * things a bit more efficient.
 909          */
 910         nbio = push_bio(bio);
 911         nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
 912         nbio->bio_caller_info1.cluster_head = NULL;
 913         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
 914
 915         biox = NULL;
 916         bufx = NULL;
 917
 918         /*
 919          * Execute read or write
 920          */
 921         while (count > 0) {
 922                 daddr_t blk;
 923
 924                 /*
 925                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
 926                  * new block and build it into the object.
 927                  */
 928                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
 929                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && bp->b_cmd != BUF_CMD_READ) {
 930                         blk = swp_pager_getswapspace(object, 1);
 931                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
 932                                 bp->b_error = ENOMEM;
 933                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 934                                 break;
 935                         }
 936                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
 937                 }
 938
 939                 /*
 940                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
 941                  *
 942                  *      - no swap block at this index
 943                  *      - swap block is not contiguous
 944                  *      - we cross a physical disk boundry in the
 945                  *        stripe.
 946                  */
 947                 if (
 948                     biox && (biox_blkno + btoc(bufx->b_bcount) != blk ||
 949                      ((biox_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
 950                     )
 951                 ) {
 952                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
 953                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
 954                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
 955                         } else {
 956                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
 957                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
 958                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
 959                         }
 960
 961                         /*
 962                          * Finished with this buf.
 963                          */
 964                         KKASSERT(bufx->b_bcount != 0);
 965                         if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
 966                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
 967                         biox = NULL;
 968                         bufx = NULL;
 969                 }
 970
 971                 /*
 972                  * Add new swapblk to biox, instantiating biox if necessary.
 973                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
 974                  */
 975                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
 976                         /*
 977                          * We can only get here if we are reading.  Since
 978                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
 979                          * even if chain ops are in progress.
 980                          */
 981                         bzero(data, PAGE_SIZE);
 982                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
 983                 } else {
 984                         if (biox == NULL) {
 985                                 /* XXX chain count > 4, wait to <= 4 */
 986
 987                                 bufx = getpbuf(NULL);
 988                                 biox = &bufx->b_bio1;
 989                                 cluster_append(nbio, bufx);
 990                                 bufx->b_flags |= (bufx->b_flags & B_ORDERED);
 991                                 bufx->b_cmd = bp->b_cmd;
 992                                 biox->bio_done = swap_chain_iodone;
 993                                 biox->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
 994                                 biox->bio_caller_info1.cluster_parent = nbio;
 995                                 biox_blkno = blk;
 996                                 bufx->b_bcount = 0;
 997                                 bufx->b_data = data;
 998                         }
 999                         bufx->b_bcount += PAGE_SIZE;
1000                 }
1001                 --count;
1002                 ++start;
1003                 data += PAGE_SIZE;
1004         }
1005
1006         /*
1007          *  Flush out last buffer
1008          */
1009         if (biox) {
1010                 if (bufx->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1011                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1012                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1013                 } else {
1014                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1015                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1016                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1017                 }
1018                 KKASSERT(bufx->b_bcount);
1019                 if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1020                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1021                 /* biox, bufx = NULL */
1022         }
1023
1024         /*
1025          * Now initiate all the I/O.  Be careful looping on our chain as
1026          * I/O's may complete while we are still initiating them.
1027          */
1028         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
1029         bufx = nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1030
1031         while (bufx) {
1032                 biox = &bufx->b_bio1;
1033                 BUF_KERNPROC(bufx);
1034                 bufx = bufx->b_cluster_next;
1035                 vn_strategy(swapdev_vp, biox);
1036         }
1037
1038         /*
1039          * Completion of the cluster will also call biodone_chain(nbio).
1040          * We never call biodone(nbio) so we don't have to worry about
1041          * setting up a bio_done callback.  It's handled in the sub-IO.
1042          */
1043         /**/
1044 }
1045
1046 static void
1047 swap_chain_iodone(struct bio *biox)
1048 {
1049         struct buf **nextp;
1050         struct buf *bufx;       /* chained sub-buffer */
1051         struct bio *nbio;       /* parent nbio with chain glue */
1052         struct buf *bp;         /* original bp associated with nbio */
1053         int chain_empty;
1054
1055         bufx = biox->bio_buf;
1056         nbio = biox->bio_caller_info1.cluster_parent;
1057         bp = nbio->bio_buf;
1058
1059         /*
1060          * Update the original buffer
1061          */
1062         KKASSERT(bp != NULL);
1063         if (bufx->b_flags & B_ERROR) {
1064                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1065                 bp->b_error = bufx->b_error;
1066         } else if (bufx->b_resid != 0) {
1067                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1068                 bp->b_error = EINVAL;
1069         } else {
1070                 atomic_subtract_int(&bp->b_resid, bufx->b_bcount);
1071         }
1072
1073         /*
1074          * Remove us from the chain.
1075          */
1076         spin_lock_wr(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1077         nextp = &nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1078         while (*nextp != bufx) {
1079                 KKASSERT(*nextp != NULL);
1080                 nextp = &(*nextp)->b_cluster_next;
1081         }
1082         *nextp = bufx->b_cluster_next;
1083         chain_empty = (nbio->bio_caller_info1.cluster_head == NULL);
1084         spin_unlock_wr(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1085
1086         /*
1087          * Clean up bufx.  If the chain is now empty we finish out
1088          * the parent.  Note that we may be racing other completions
1089          * so we must use the chain_empty status from above.
1090          */
1091         if (chain_empty) {
1092                 if (bp->b_resid != 0 && !(bp->b_flags & B_ERROR)) {
1093                         atomic_set_int(&bp->b_flags, B_ERROR);
1094                         bp->b_error = EINVAL;
1095                 }
1096                 biodone_chain(nbio);
1097         }
1098         relpbuf(bufx, NULL);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring page in from swap
1103  *
1104  * The requested page may have to be brought in from swap.  Calculate the
1105  * swap block and bring in additional pages if possible.  All pages must
1106  * have contiguous swap block assignments and reside in the same object.
1107  *
1108  * The caller has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1109  * calling us and we should return with the same.
1110  *
1111  * The caller has BUSY'd the page.  We should return with (*mpp) left busy,
1112  * and any additinal pages unbusied.
1113  *
1114  * If the caller encounters a PG_RAM page it will pass it to us even though
1115  * it may be valid and dirty.  We cannot overwrite the page in this case!
1116  * The case is used to allow us to issue pure read-aheads.
1117  *
1118  * NOTE! XXX This code does not entirely pipeline yet due to the fact that
1119  *       the PG_RAM page is validated at the same time as mreq.  What we
1120  *       really need to do is issue a separate read-ahead pbuf.
1121  */
1122 static int
1123 swap_pager_getpage(vm_object_t object, vm_page_t *mpp, int seqaccess)
1124 {
1125         struct buf *bp;
1126         struct bio *bio;
1127         vm_page_t mreq;
1128         vm_page_t m;
1129         vm_offset_t kva;
1130         daddr_t blk;
1131         int i;
1132         int j;
1133         int raonly;
1134         vm_page_t marray[XIO_INTERNAL_PAGES];
1135
1136         mreq = *mpp;
1137
1138         if (mreq->object != object) {
1139                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
1140                     object,
1141                     mreq->object
1142                 );
1143         }
1144
1145         /*
1146          * We don't want to overwrite a fully valid page as it might be
1147          * dirty.  This case can occur when e.g. vm_fault hits a perfectly
1148          * valid page with PG_RAM set.
1149          *
1150          * In this case we see if the next page is a suitable page-in
1151          * candidate and if it is we issue read-ahead.  PG_RAM will be
1152          * set on the last page of the read-ahead to continue the pipeline.
1153          */
1154         if (mreq->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1155                 if (swap_burst_read == 0 || mreq->pindex + 1 >= object->size)
1156                         return(VM_PAGER_OK);
1157                 crit_enter();
1158                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + 1, 0);
1159                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1160                         crit_exit();
1161                         return(VM_PAGER_OK);
1162                 }
1163                 m = vm_page_lookup(object, mreq->pindex + 1);
1164                 if (m == NULL) {
1165                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + 1,
1166                                           VM_ALLOC_QUICK);
1167                         if (m == NULL) {
1168                                 crit_exit();
1169                                 return(VM_PAGER_OK);
1170                         }
1171                 } else {
1172                         if ((m->flags & PG_BUSY) || m->busy || m->valid) {
1173                                 crit_exit();
1174                                 return(VM_PAGER_OK);
1175                         }
1176                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1177                         vm_page_busy(m);
1178                 }
1179                 mreq = m;
1180                 raonly = 1;
1181                 crit_exit();
1182         } else {
1183                 raonly = 0;
1184         }
1185
1186         /*
1187          * Try to block-read contiguous pages from swap if sequential,
1188          * otherwise just read one page.  Contiguous pages from swap must
1189          * reside within a single device stripe because the I/O cannot be
1190          * broken up across multiple stripes.
1191          *
1192          * Note that blk and iblk can be SWAPBLK_NONE but the loop is
1193          * set up such that the case(s) are handled implicitly.
1194          */
1195         crit_enter();
1196         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1197         marray[0] = mreq;
1198
1199         for (i = 1; swap_burst_read &&
1200                     i < XIO_INTERNAL_PAGES &&
1201                     mreq->pindex + i < object->size; ++i) {
1202                 daddr_t iblk;
1203
1204                 iblk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + i, 0);
1205                 if (iblk != blk + i)
1206                         break;
1207                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1208                         break;
1209                 m = vm_page_lookup(object, mreq->pindex + i);
1210                 if (m == NULL) {
1211                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + i,
1212                                           VM_ALLOC_QUICK);
1213                         if (m == NULL)
1214                                 break;
1215                 } else {
1216                         if ((m->flags & PG_BUSY) || m->busy || m->valid)
1217                                 break;
1218                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1219                         vm_page_busy(m);
1220                 }
1221                 marray[i] = m;
1222         }
1223         if (i > 1)
1224                 vm_page_flag_set(marray[i - 1], PG_RAM);
1225
1226         crit_exit();
1227
1228         /*
1229          * If mreq is the requested page and we have nothing to do return
1230          * VM_PAGER_FAIL.  If raonly is set mreq is just another read-ahead
1231          * page and must be cleaned up.
1232          */
1233         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1234                 KKASSERT(i == 1);
1235                 if (raonly) {
1236                         vnode_pager_freepage(mreq);
1237                         return(VM_PAGER_OK);
1238                 } else {
1239                         return(VM_PAGER_FAIL);
1240                 }
1241         }
1242
1243         /*
1244          * map our page(s) into kva for input
1245          */
1246         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1247         bio = &bp->b_bio1;
1248         kva = (vm_offset_t) bp->b_kvabase;
1249         bcopy(marray, bp->b_xio.xio_pages, i * sizeof(vm_page_t));
1250         pmap_qenter(kva, bp->b_xio.xio_pages, i);
1251
1252         bp->b_data = (caddr_t)kva;
1253         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * i;
1254         bp->b_xio.xio_npages = i;
1255         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1256         bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1257         bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_READ;
1258
1259         /*
1260          * Set index.  If raonly set the index beyond the array so all
1261          * the pages are treated the same, otherwise the original mreq is
1262          * at index 0.
1263          */
1264         if (raonly)
1265                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)i;
1266         else
1267                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)0;
1268
1269         for (j = 0; j < i; ++j)
1270                 vm_page_flag_set(bp->b_xio.xio_pages[j], PG_SWAPINPROG);
1271
1272         mycpu->gd_cnt.v_swapin++;
1273         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += bp->b_xio.xio_npages;
1274
1275         /*
1276          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1277          * does not remove it.
1278          */
1279         vm_object_pip_add(object, bp->b_xio.xio_npages);
1280
1281         /*
1282          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1283          * this point because we automatically release it on completion.
1284          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1285          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1286          *
1287          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1288          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1289          */
1290         bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
1291         BUF_KERNPROC(bp);
1292         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1293
1294         /*
1295          * Wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1296          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1297          * is set in the meta-data.
1298          *
1299          * If this is a read-ahead only we return immediately without
1300          * waiting for I/O.
1301          */
1302         if (raonly)
1303                 return(VM_PAGER_OK);
1304
1305         /*
1306          * Read-ahead includes originally requested page case.
1307          */
1308         crit_enter();
1309         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1310                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1311                 mycpu->gd_cnt.v_intrans++;
1312                 if (tsleep(mreq, 0, "swread", hz*20)) {
1313                         kprintf(
1314                             "swap_pager: indefinite wait buffer: "
1315                                 " offset: %lld, size: %ld\n",
1316                             (long long)bio->bio_offset,
1317                             (long)bp->b_bcount
1318                         );
1319                 }
1320         }
1321         crit_exit();
1322
1323         /*
1324          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1325          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1326          * not be valid.
1327          */
1328         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1329                 return(VM_PAGER_ERROR);
1330         else
1331                 return(VM_PAGER_OK);
1332
1333         /*
1334          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1335          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1336          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert
1337          * to all-zero's later.
1338          */
1339 }
1340
1341 /*
1342  *      swap_pager_putpages:
1343  *
1344  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1345  *
1346  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1347  *      are automatically converted to SWAP objects.
1348  *
1349  *      In a low memory situation we may block in vn_strategy(), but the new
1350  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices
1351  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1352  *      which needs work.
1353  *
1354  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1355  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1356  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1357  *      completion.
1358  *
1359  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1360  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1361  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1362  */
1363 void
1364 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1365                     boolean_t sync, int *rtvals)
1366 {
1367         int i;
1368         int n = 0;
1369
1370         if (count && m[0]->object != object) {
1371                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p",
1372                     object,
1373                     m[0]->object
1374                 );
1375         }
1376
1377         /*
1378          * Step 1
1379          *
1380          * Turn object into OBJT_SWAP
1381          * check for bogus sysops
1382          * force sync if not pageout process
1383          */
1384         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1385                 swp_pager_meta_convert(object);
1386
1387         if (curthread != pagethread)
1388                 sync = TRUE;
1389
1390         /*
1391          * Step 2
1392          *
1393          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.
1394          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1395          */
1396
1397         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1398                 int n;
1399
1400                 /*
1401                  * limit range
1402                  */
1403                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1404                         n = nswbuf / 2;
1405                 if (n < 1)
1406                         n = 1;
1407                 swap_async_max = n;
1408
1409                 /*
1410                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1411                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1412                  * at this time.
1413                  */
1414                 crit_enter();
1415                 n -= nsw_wcount_async_max;
1416                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1417                         nsw_wcount_async += n;
1418                         nsw_wcount_async_max += n;
1419                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1420                 }
1421                 crit_exit();
1422         }
1423
1424         /*
1425          * Step 3
1426          *
1427          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1428          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1429          * successfully.
1430          */
1431
1432         for (i = 0; i < count; i += n) {
1433                 struct buf *bp;
1434                 struct bio *bio;
1435                 daddr_t blk;
1436                 int j;
1437
1438                 /*
1439                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1440                  */
1441
1442                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1443                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1444
1445                 crit_enter();
1446
1447                 /*
1448                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1449                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1450                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1451                  * fragment swap.
1452                  */
1453                 while (
1454                     (blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) == SWAPBLK_NONE &&
1455                     n > 4
1456                 ) {
1457                         n >>= 1;
1458                 }
1459                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1460                         for (j = 0; j < n; ++j)
1461                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1462                         crit_exit();
1463                         continue;
1464                 }
1465
1466                 /*
1467                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1468                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1469                  * at splvm().
1470                  */
1471                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1472                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1473                         swp_pager_freeswapspace(object, blk + j, n - j);
1474                         n = j;
1475                 }
1476
1477                 /*
1478                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1479                  * request and assign the swap space.
1480                  */
1481                 if (sync == TRUE)
1482                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1483                 else
1484                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1485                 bio = &bp->b_bio1;
1486
1487                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1488
1489                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1490                 bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1491
1492                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1493                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1494
1495                         swp_pager_meta_build(mreq->object, mreq->pindex,
1496                                              blk + j);
1497                         if (object->type == OBJT_SWAP)
1498                                 vm_page_dirty(mreq);
1499                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1500
1501                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1502                         bp->b_xio.xio_pages[j] = mreq;
1503                 }
1504                 bp->b_xio.xio_npages = n;
1505
1506                 mycpu->gd_cnt.v_swapout++;
1507                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += bp->b_xio.xio_npages;
1508
1509                 crit_exit();
1510
1511                 bp->b_dirtyoff = 0;             /* req'd for NFS */
1512                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;  /* req'd for NFS */
1513                 bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1514                 bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_WRITE;
1515
1516                 /*
1517                  * asynchronous
1518                  */
1519                 if (sync == FALSE) {
1520                         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1521                         BUF_KERNPROC(bp);
1522                         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1523
1524                         for (j = 0; j < n; ++j)
1525                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1526                         continue;
1527                 }
1528
1529                 /*
1530                  * Issue synchrnously.
1531                  *
1532                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1533                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1534                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1535                  * double-free.
1536                  */
1537                 bio->bio_caller_info1.index |= SWBIO_SYNC;
1538                 bio->bio_done = biodone_sync;
1539                 bio->bio_flags |= BIO_SYNC;
1540                 vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1541                 biowait(bio, "swwrt");
1542
1543                 for (j = 0; j < n; ++j)
1544                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1545
1546                 /*
1547                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1548                  * normal async completion, which frees everything up.
1549                  */
1550                 swp_pager_async_iodone(bio);
1551         }
1552 }
1553
1554 void
1555 swap_pager_newswap(void)
1556 {
1557         swp_sizecheck();
1558 }
1559
1560 /*
1561  *      swp_pager_async_iodone:
1562  *
1563  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1564  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1565  *
1566  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations,
1567  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY
1568  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE
1569  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this
1570  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1571  *
1572  *      This routine may not block.
1573  */
1574 static void
1575 swp_pager_async_iodone(struct bio *bio)
1576 {
1577         struct buf *bp = bio->bio_buf;
1578         vm_object_t object = NULL;
1579         int i;
1580         int *nswptr;
1581
1582         /*
1583          * report error
1584          */
1585         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1586                 kprintf(
1587                     "swap_pager: I/O error - %s failed; offset %lld,"
1588                         "size %ld, error %d\n",
1589                     ((bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) ?
1590                         "pagein" : "pageout"),
1591                     (long long)bio->bio_offset,
1592                     (long)bp->b_bcount,
1593                     bp->b_error
1594                 );
1595         }
1596
1597         /*
1598          * set object, raise to splvm().
1599          */
1600         if (bp->b_xio.xio_npages)
1601                 object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
1602         crit_enter();
1603
1604         /*
1605          * remove the mapping for kernel virtual
1606          */
1607         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_xio.xio_npages);
1608
1609         /*
1610          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1611          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1612          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1613          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page
1614          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1615          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1616          */
1617         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
1618                 vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1619
1620                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1621                         /*
1622                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1623                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1624                          * can never be used again.  But I can't from an
1625                          * interrupt.
1626                          */
1627
1628                         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1629                                 /*
1630                                  * When reading, reqpage needs to stay
1631                                  * locked for the parent, but all other
1632                                  * pages can be freed.  We still want to
1633                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1634                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and
1635                                  * not match anything ).
1636                                  *
1637                                  * We have to wake specifically requested pages
1638                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1639                                  * someone may be waiting for that.
1640                                  *
1641                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1642                                  * be overridden by the original caller of
1643                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1644                                  *
1645                                  * NOTE: We can't actually free the page from
1646                                  * here, because this is an interrupt.  It
1647                                  * is not legal to mess with object->memq
1648                                  * from an interrupt.  Deactivate the page
1649                                  * instead.
1650                                  */
1651
1652                                 m->valid = 0;
1653                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1654                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1655
1656                                 /*
1657                                  * bio_driver_info holds the requested page
1658                                  * index.
1659                                  */
1660                                 if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1661                                         vm_page_deactivate(m);
1662                                         vm_page_wakeup(m);
1663                                 } else {
1664                                         vm_page_flash(m);
1665                                 }
1666                                 /*
1667                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake
1668                                  * the page up.  The caller needs to.
1669                                  */
1670                         } else {
1671                                 /*
1672                                  * If a write error occurs, reactivate page
1673                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1674                                  * then finish the I/O.
1675                                  *
1676                                  * Only for OBJT_SWAP.  When using the swap
1677                                  * as a cache for clean vnode-backed pages
1678                                  * we don't mess with the page dirty state.
1679                                  */
1680                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1681                                 if (m->object->type == OBJT_SWAP) {
1682                                         vm_page_dirty(m);
1683                                         vm_page_activate(m);
1684                                 }
1685                                 vm_page_io_finish(m);
1686                         }
1687                 } else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1688                         /*
1689                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be
1690                          * overridden by the original caller of getpages so
1691                          * we cannot set them in order to free the underlying
1692                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1693                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1694                          * that existed in the old swapper for a time before
1695                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1696                          *
1697                          * clear PG_ZERO in page.
1698                          *
1699                          * If not the requested page then deactivate it.
1700                          *
1701                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1702                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1703                          * other pages are released (unbusied) by
1704                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1705                          * valid bits here, it is up to the caller.
1706                          */
1707
1708                         /*
1709                          * NOTE: can't call pmap_clear_modify(m) from an
1710                          * interrupt thread, the pmap code may have to map
1711                          * non-kernel pmaps and currently asserts the case.
1712                          */
1713                         /*pmap_clear_modify(m);*/
1714                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1715                         vm_page_undirty(m);
1716                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO | PG_SWAPINPROG);
1717                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1718
1719                         /*
1720                          * We have to wake specifically requested pages
1721                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1722                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1723                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1724                          * requested page - getpages expects it to be
1725                          * left busy.
1726                          *
1727                          * bio_driver_info holds the requested page
1728                          */
1729                         if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1730                                 vm_page_deactivate(m);
1731                                 vm_page_wakeup(m);
1732                         } else {
1733                                 vm_page_flash(m);
1734                         }
1735                 } else {
1736                         /*
1737                          * Mark the page clean but do not mess with the
1738                          * pmap-layer's modified state.  That state should
1739                          * also be clear since the caller protected the
1740                          * page VM_PROT_READ, but allow the case.
1741                          *
1742                          * We are in an interrupt, avoid pmap operations.
1743                          *
1744                          * If we have a severe page deficit, deactivate the
1745                          * page.  Do not try to cache it (which would also
1746                          * involve a pmap op), because the page might still
1747                          * be read-heavy.
1748                          *
1749                          * When using the swap to cache clean vnode pages
1750                          * we do not mess with the page dirty bits.
1751                          */
1752                         if (m->object->type == OBJT_SWAP)
1753                                 vm_page_undirty(m);
1754                         vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1755                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1756                         vm_page_io_finish(m);
1757                         if (vm_page_count_severe())
1758                                 vm_page_deactivate(m);
1759 #if 0
1760                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1761                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1762 #endif
1763                 }
1764         }
1765
1766         /*
1767          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1768          * pip refs on the object.
1769          */
1770
1771         if (object)
1772                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_xio.xio_npages);
1773
1774         /*
1775          * Release the physical I/O buffer.
1776          *
1777          * NOTE: Due to synchronous operations in the write case b_cmd may
1778          *       already be set to BUF_CMD_DONE and BIO_SYNC may have already
1779          *       been cleared.
1780          */
1781         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ)
1782                 nswptr = &nsw_rcount;
1783         else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_SYNC)
1784                 nswptr = &nsw_wcount_sync;
1785         else
1786                 nswptr = &nsw_wcount_async;
1787         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1788         relpbuf(bp, nswptr);
1789         crit_exit();
1790 }
1791
1792 /************************************************************************
1793  *                              SWAP META DATA                          *
1794  ************************************************************************
1795  *
1796  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the
1797  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1798  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1799  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1800  *
1801  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1802  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1803  *      appropriate tracking counters.
1804  */
1805
1806 /*
1807  * Lookup the swblock containing the specified swap block index.
1808  */
1809 static __inline
1810 struct swblock *
1811 swp_pager_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
1812 {
1813         index &= ~SWAP_META_MASK;
1814         return (RB_LOOKUP(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, index));
1815 }
1816
1817 /*
1818  * Remove a swblock from the RB tree.
1819  */
1820 static __inline
1821 void
1822 swp_pager_remove(vm_object_t object, struct swblock *swap)
1823 {
1824         RB_REMOVE(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Convert default object to swap object if necessary
1829  */
1830 static void
1831 swp_pager_meta_convert(vm_object_t object)
1832 {
1833         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
1834                 object->type = OBJT_SWAP;
1835                 KKASSERT(object->swblock_count == 0);
1836         }
1837 }
1838
1839 /*
1840  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1841  *
1842  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1843  *      object.  Vnode objects do not need to be converted.
1844  *
1845  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1846  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1847  *      assigned swapblk is freed.
1848  */
1849 static void
1850 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t swapblk)
1851 {
1852         struct swblock *swap;
1853         struct swblock *oswap;
1854
1855         KKASSERT(swapblk != SWAPBLK_NONE);
1856
1857         /*
1858          * Convert object if necessary
1859          */
1860         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1861                 swp_pager_meta_convert(object);
1862
1863         /*
1864          * Locate swblock.  If not found create, but if we aren't adding
1865          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1866          * and, since the hash table may have changed, retry.
1867          */
1868 retry:
1869         swap = swp_pager_lookup(object, index);
1870
1871         if (swap == NULL) {
1872                 int i;
1873
1874                 swap = zalloc(swap_zone);
1875                 if (swap == NULL) {
1876                         vm_wait(0);
1877                         goto retry;
1878                 }
1879                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
1880                 swap->swb_count = 0;
1881
1882                 ++object->swblock_count;
1883
1884                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1885                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1886                 oswap = RB_INSERT(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
1887                 KKASSERT(oswap == NULL);
1888         }
1889
1890         /*
1891          * Delete prior contents of metadata
1892          */
1893
1894         index &= SWAP_META_MASK;
1895
1896         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
1897                 swp_pager_freeswapspace(object, swap->swb_pages[index], 1);
1898                 --swap->swb_count;
1899         }
1900
1901         /*
1902          * Enter block into metadata
1903          */
1904         swap->swb_pages[index] = swapblk;
1905         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1906                 ++swap->swb_count;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1911  *
1912  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap
1913  *      returned to the swap bitmap.
1914  *
1915  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned
1916  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1917  *      with resident pages.
1918  *
1919  *      This routine must be called at splvm()
1920  */
1921 static int swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swb, void *data);
1922
1923 static void
1924 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
1925 {
1926         struct swfreeinfo info;
1927
1928         /*
1929          * Nothing to do
1930          */
1931         if (object->swblock_count == 0) {
1932                 KKASSERT(RB_EMPTY(&object->swblock_root));
1933                 return;
1934         }
1935         if (count == 0)
1936                 return;
1937
1938         /*
1939          * Setup for RB tree scan.  Note that the pindex range can be huge
1940          * due to the 64 bit page index space so we cannot safely iterate.
1941          */
1942         info.object = object;
1943         info.basei = index & ~SWAP_META_MASK;
1944         info.begi = index;
1945         info.endi = index + count - 1;
1946         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_scancmp,
1947                                 swp_pager_meta_free_callback, &info);
1948 }
1949
1950 static
1951 int
1952 swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swap, void *data)
1953 {
1954         struct swfreeinfo *info = data;
1955         vm_object_t object = info->object;
1956         int index;
1957         int eindex;
1958
1959         /*
1960          * Figure out the range within the swblock.  The wider scan may
1961          * return edge-case swap blocks when the start and/or end points
1962          * are in the middle of a block.
1963          */
1964         if (swap->swb_index < info->begi)
1965                 index = (int)info->begi & SWAP_META_MASK;
1966         else
1967                 index = 0;
1968
1969         if (swap->swb_index + SWAP_META_PAGES > info->endi)
1970                 eindex = (int)info->endi & SWAP_META_MASK;
1971         else
1972                 eindex = SWAP_META_MASK;
1973
1974         /*
1975          * Scan and free the blocks.  The loop terminates early
1976          * if (swap) runs out of blocks and could be freed.
1977          */
1978         while (index <= eindex) {
1979                 daddr_t v = swap->swb_pages[index];
1980
1981                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1982                         swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
1983                         swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
1984                         if (--swap->swb_count == 0) {
1985                                 swp_pager_remove(object, swap);
1986                                 zfree(swap_zone, swap);
1987                                 --object->swblock_count;
1988                                 break;
1989                         }
1990                 }
1991                 ++index;
1992         }
1993         /* swap may be invalid here due to zfree above */
1994         return(0);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1999  *
2000  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
2001  *      an object.
2002  *
2003  *      This routine must be called at splvm()
2004  */
2005 static void
2006 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
2007 {
2008         struct swblock *swap;
2009         int i;
2010
2011         while ((swap = RB_ROOT(&object->swblock_root)) != NULL) {
2012                 swp_pager_remove(object, swap);
2013                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2014                         daddr_t v = swap->swb_pages[i];
2015                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
2016                                 --swap->swb_count;
2017                                 swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2018                         }
2019                 }
2020                 if (swap->swb_count != 0)
2021                         panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2022                 zfree(swap_zone, swap);
2023                 --object->swblock_count;
2024         }
2025         KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2030  *
2031  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2032  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2033  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2034  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2035  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid
2036  *      meta-data swapblks.
2037  *
2038  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2039  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2040  *
2041  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we
2042  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the
2043  *      busy page.
2044  *
2045  *      This routine must be called at splvm().
2046  *
2047  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2048  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2049  */
2050 static daddr_t
2051 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t index, int flags)
2052 {
2053         struct swblock *swap;
2054         daddr_t r1;
2055
2056         if (object->swblock_count == 0)
2057                 return(SWAPBLK_NONE);
2058
2059         r1 = SWAPBLK_NONE;
2060         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2061
2062         if (swap != NULL) {
2063                 index &= SWAP_META_MASK;
2064                 r1 = swap->swb_pages[index];
2065
2066                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2067                         if (flags & SWM_FREE) {
2068                                 swp_pager_freeswapspace(object, r1, 1);
2069                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2070                         }
2071                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2072                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2073                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2074                                         swp_pager_remove(object, swap);
2075                                         zfree(swap_zone, swap);
2076                                         --object->swblock_count;
2077                                 }
2078                         }
2079                 }
2080         }
2081         return(r1);
2082 }