kernel - SWAP CACHE part 14/many - Add more features, man page
[dragonfly.git] / 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 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
156 int vm_swap_cache_use;
157 int vm_swap_anon_use;
158
159 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
160 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
161 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
162 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
163 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
164 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
165
166 struct blist *swapblist;
167 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
168 static int swap_burst_read = 0; /* allow burst reading */
169
170 extern struct vnode *swapdev_vp;        /* from vm_swap.c */
171
172 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
173         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
174 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_burst_read,
175         CTLFLAG_RW, &swap_burst_read, 0, "Allow burst reads for pageins");
176
177 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_cache_use,
178         CTLFLAG_RD, &vm_swap_cache_use, 0, "");
179 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_anon_use,
180         CTLFLAG_RD, &vm_swap_anon_use, 0, "");
181
182 vm_zone_t               swap_zone;
183
184 /*
185  * Red-Black tree for swblock entries
186  */
187 RB_GENERATE2(swblock_rb_tree, swblock, swb_entry, rb_swblock_compare,
188              vm_pindex_t, swb_index);
189
190 int
191 rb_swblock_compare(struct swblock *swb1, struct swblock *swb2)
192 {
193         if (swb1->swb_index < swb2->swb_index)
194                 return(-1);
195         if (swb1->swb_index > swb2->swb_index)
196                 return(1);
197         return(0);
198 }
199
200 static
201 int
202 rb_swblock_scancmp(struct swblock *swb, void *data)
203 {
204         struct swfreeinfo *info = data;
205
206         if (swb->swb_index < info->basei)
207                 return(-1);
208         if (swb->swb_index > info->endi)
209                 return(1);
210         return(0);
211 }
212
213 static
214 int
215 rb_swblock_condcmp(struct swblock *swb, void *data)
216 {
217         struct swfreeinfo *info = data;
218
219         if (swb->swb_index < info->basei)
220                 return(-1);
221         return(0);
222 }
223
224 /*
225  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
226  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
227  * (see vm/swap_pager.h).
228  */
229
230 static vm_object_t
231                 swap_pager_alloc (void *handle, off_t size,
232                                   vm_prot_t prot, off_t offset);
233 static void     swap_pager_dealloc (vm_object_t object);
234 static int      swap_pager_getpage (vm_object_t, vm_page_t *, int);
235 static void     swap_chain_iodone(struct bio *biox);
236
237 struct pagerops swappagerops = {
238         swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
239         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
240         swap_pager_getpage,     /* pagein                               */
241         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
242         swap_pager_haspage      /* get backing store status for page    */
243 };
244
245 /*
246  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
247  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
248  *
249  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
250  * internal.
251  */
252
253 int dmmax;
254 static int dmmax_mask;
255 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
256 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
257
258 static __inline void    swp_sizecheck (void);
259 static void     swp_pager_async_iodone (struct bio *bio);
260
261 /*
262  * Swap bitmap functions
263  */
264
265 static __inline void    swp_pager_freeswapspace (vm_object_t object, daddr_t blk, int npages);
266 static __inline daddr_t swp_pager_getswapspace (vm_object_t object, int npages);
267
268 /*
269  * Metadata functions
270  */
271
272 static void swp_pager_meta_convert (vm_object_t);
273 static void swp_pager_meta_build (vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
274 static void swp_pager_meta_free (vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
275 static void swp_pager_meta_free_all (vm_object_t);
276 static daddr_t swp_pager_meta_ctl (vm_object_t, vm_pindex_t, int);
277
278 /*
279  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
280  *      
281  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
282  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
283  *
284  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
285  *
286  *      No restrictions on call
287  *      This routine may not block.
288  *      This routine must be called at splvm()
289  */
290
291 static __inline void
292 swp_sizecheck(void)
293 {
294         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
295                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
296                         kprintf("swap_pager: out of swap space\n");
297                         swap_pager_almost_full = 1;
298                 }
299         } else {
300                 swap_pager_full = 0;
301                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
302                         swap_pager_almost_full = 0;
303         }
304 }
305
306 /*
307  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
308  *
309  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
310  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
311  *      system has yet to be initialized at this point.
312  */
313 static void
314 swap_pager_init(void *arg __unused)
315 {
316         /*
317          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
318          */
319         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
320         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
321 }
322 SYSINIT(vm_mem, SI_BOOT1_VM, SI_ORDER_THIRD, swap_pager_init, NULL)
323
324 /*
325  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
326  *
327  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
328  *      its main loop.
329  */
330
331 void
332 swap_pager_swap_init(void)
333 {
334         int n, n2;
335
336         /*
337          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
338          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
339          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
340          * but it isn't very efficient).
341          *
342          * The nsw_cluster_max is constrained by the number of pages an XIO
343          * holds, i.e., (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
344          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
345          * constrained by the swap device interleave stripe size.
346          *
347          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
348          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
349          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
350          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
351          * a higher value would probably generate only a limited improvement
352          * with three or four active swap devices since the system does not
353          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
354          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
355          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
356          * So it all works out pretty well.
357          */
358
359         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
360
361         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
362         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
363         nsw_wcount_async = 4;
364         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
365
366         /*
367          * The zone is dynamically allocated so generally size it to
368          * maxswzone (32MB to 512MB of KVM).  Set a minimum size based
369          * on physical memory of around 8x (each swblock can hold 16 pages).
370          *
371          * With the advent of SSDs (vs HDs) the practical (swap:memory) ratio
372          * has increased dramatically.
373          */
374         n = vmstats.v_page_count / 2;
375         if (maxswzone && n < maxswzone / sizeof(struct swblock))
376                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
377         n2 = n;
378
379         do {
380                 swap_zone = zinit(
381                         "SWAPMETA", 
382                         sizeof(struct swblock), 
383                         n,
384                         ZONE_INTERRUPT, 
385                         1);
386                 if (swap_zone != NULL)
387                         break;
388                 /*
389                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
390                  * size of the previous attempt.
391                  */
392                 n -= ((n + 2) / 3);
393         } while (n > 0);
394
395         if (swap_zone == NULL)
396                 panic("swap_pager_swap_init: swap_zone == NULL");
397         if (n2 != n)
398                 kprintf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
399 }
400
401 /*
402  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
403  *                      its metadata structures.
404  *
405  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
406  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
407  *      and then converting it with swp_pager_meta_convert().
408  *
409  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
410  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
411  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
412  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
413  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
414  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
415  *      already exists.
416  */
417
418 static vm_object_t
419 swap_pager_alloc(void *handle, off_t size, vm_prot_t prot, off_t offset)
420 {
421         vm_object_t object;
422
423         KKASSERT(handle == NULL);
424 #if 0
425         if (handle) {
426                 /*
427                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
428                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
429                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
430                  * of the handle.
431                  */
432                 while (sw_alloc_interlock) {
433                         sw_alloc_interlock = -1;
434                         tsleep(&sw_alloc_interlock, 0, "swpalc", 0);
435                 }
436                 sw_alloc_interlock = 1;
437
438                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
439
440                 if (object != NULL) {
441                         vm_object_reference(object);
442                 } else {
443                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
444                                 OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
445                         object->handle = handle;
446                         swp_pager_meta_convert(object);
447                 }
448
449                 if (sw_alloc_interlock < 0)
450                         wakeup(&sw_alloc_interlock);
451                 sw_alloc_interlock = 0;
452         } else { ... }
453 #endif
454         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
455                                     OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
456         swp_pager_meta_convert(object);
457
458         return (object);
459 }
460
461 /*
462  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
463  *
464  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
465  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
466  *      routine is typically called only when the entire object is
467  *      about to be destroyed.
468  *
469  *      This routine may block, but no longer does. 
470  *
471  *      The object must be locked or unreferenceable.
472  */
473
474 static void
475 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
476 {
477         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
478
479         /*
480          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
481          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
482          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
483          * if paging is still in progress on some objects.
484          */
485         crit_enter();
486         swp_pager_meta_free_all(object);
487         crit_exit();
488 }
489
490 /************************************************************************
491  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
492  ************************************************************************/
493
494 /*
495  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
496  *
497  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
498  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
499  *      if the allocation failed.
500  *
501  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
502  *      when they configured swap and didn't configure enough.
503  *
504  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
505  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
506  *
507  *      This routine may not block
508  *      This routine must be called at splvm().
509  */
510 static __inline daddr_t
511 swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages)
512 {
513         daddr_t blk;
514
515         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
516                 if (swap_pager_full != 2) {
517                         kprintf("swap_pager_getswapspace: failed\n");
518                         swap_pager_full = 2;
519                         swap_pager_almost_full = 1;
520                 }
521         } else {
522                 vm_swap_size -= npages;
523                 if (object->type == OBJT_SWAP)
524                         vm_swap_anon_use += npages;
525                 else
526                         vm_swap_cache_use += npages;
527                 swp_sizecheck();
528         }
529         return(blk);
530 }
531
532 /*
533  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
534  *
535  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
536  *
537  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
538  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
539  *
540  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
541  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
542  *
543  *      This routine may not block
544  *      This routine must be called at splvm().
545  */
546
547 static __inline void
548 swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object, daddr_t blk, int npages)
549 {
550         blist_free(swapblist, blk, npages);
551         vm_swap_size += npages;
552         if (object->type == OBJT_SWAP)
553                 vm_swap_anon_use -= npages;
554         else
555                 vm_swap_cache_use -= npages;
556         swp_sizecheck();
557 }
558
559 /*
560  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
561  *                              range within an object.
562  *
563  *      This is a globally accessible routine.
564  *
565  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
566  *
567  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
568  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
569  *      we should be ok.
570  *
571  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm
572  *      temporarily in order to perform the metadata removal.
573  */
574 void
575 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t size)
576 {
577         crit_enter();
578         swp_pager_meta_free(object, start, size);
579         crit_exit();
580 }
581
582 void
583 swap_pager_freespace_all(vm_object_t object)
584 {
585         crit_enter();
586         swp_pager_meta_free_all(object);
587         crit_exit();
588 }
589
590 /*
591  * This function conditionally frees swap cache swap starting at
592  * (*basei) in the object.  (count) swap blocks will be nominally freed.
593  * The actual number of blocks freed can be more or less than the
594  * requested number.
595  *
596  * This function nominally returns the number of blocks freed.  However,
597  * the actual number of blocks freed may be less then the returned value.
598  * If the function is unable to exhaust the object or if it is able to
599  * free (approximately) the requested number of blocks it returns
600  * a value n > count.
601  *
602  * If we exhaust the object we will return a value n <= count.
603  */
604 static int swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data);
605
606 int
607 swap_pager_condfree(vm_object_t object, vm_pindex_t *basei, int count)
608 {
609         struct swfreeinfo info;
610
611         info.object = object;
612         info.basei = *basei;    /* skip up to this page index */
613         info.begi = count;      /* max swap pages to destroy */
614         info.endi = count * 8;  /* max swblocks to scan */
615
616         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_condcmp,
617                                 swap_pager_condfree_callback, &info);
618         *basei = info.basei;
619         if (info.endi < 0 && info.begi <= count)
620                 info.begi = count + 1;
621         return(count - (int)info.begi);
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to free whole meta-block to avoid fragmenting
626  * the swap space or disk I/O.  We only do this if NO VM pages
627  * are present.
628  *
629  * We do not have to deal with clearing PG_SWAPPED in related VM
630  * pages because there are no related VM pages.
631  */
632 static int
633 swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data)
634 {
635         struct swfreeinfo *info = data;
636         vm_object_t object = info->object;
637         int i;
638
639         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
640                 if (vm_page_lookup(object, swap->swb_index + i))
641                         break;
642         }
643         info->basei = swap->swb_index + SWAP_META_PAGES;
644         if (i == SWAP_META_PAGES) {
645                 info->begi -= swap->swb_count;
646                 swap_pager_freespace(object, swap->swb_index, SWAP_META_PAGES);
647         }
648         --info->endi;
649         if ((int)info->begi < 0 || (int)info->endi < 0)
650                 return(-1);
651         return(0);
652 }
653
654 /*
655  * Called by vm_page_alloc() when a new VM page is inserted
656  * into a VM object.  Checks whether swap has been assigned to
657  * the page and sets PG_SWAPPED as necessary.
658  */
659 void
660 swap_pager_page_inserted(vm_page_t m)
661 {
662         if (m->object->swblock_count) {
663                 crit_enter();
664                 if (swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, 0) != SWAPBLK_NONE)
665                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
666                 crit_exit();
667         }
668 }
669
670 /*
671  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
672  *
673  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
674  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
675  *
676  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
677  */
678 int
679 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
680 {
681         int n = 0;
682         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
683         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
684
685         crit_enter();
686         while (size) {
687                 if (n == 0) {
688                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
689                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) ==
690                                SWAPBLK_NONE)
691                         {
692                                 n >>= 1;
693                                 if (n == 0) {
694                                         swp_pager_meta_free(object, beg,
695                                                             start - beg);
696                                         crit_exit();
697                                         return(-1);
698                                 }
699                         }
700                 }
701                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
702                 --size;
703                 ++start;
704                 ++blk;
705                 --n;
706         }
707         swp_pager_meta_free(object, start, n);
708         crit_exit();
709         return(0);
710 }
711
712 /*
713  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
714  *                      and destroy the source.
715  *
716  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
717  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
718  *      we keep the destination's.
719  *
720  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
721  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
722  *      progress on the source. 
723  *
724  *      This routine can be called at any spl
725  *
726  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
727  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
728  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
729  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
730  *
731  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
732  *
733  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
734  *
735  *      The source and destination objects must be locked or 
736  *      inaccessible (XXX are they ?)
737  */
738
739 void
740 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
741                 vm_pindex_t base_index, int destroysource)
742 {
743         vm_pindex_t i;
744
745         crit_enter();
746
747         /*
748          * transfer source to destination.
749          */
750         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
751                 daddr_t dstaddr;
752
753                 /*
754                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
755                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
756                  * if the destination is a resident page, in which case the
757                  * source is thrown away.
758                  */
759                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
760
761                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
762                         /*
763                          * Destination has no swapblk and is not resident,
764                          * copy source.
765                          */
766                         daddr_t srcaddr;
767
768                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(srcobject,
769                                                      base_index + i, SWM_POP);
770
771                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
772                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
773                 } else {
774                         /*
775                          * Destination has valid swapblk or it is represented
776                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
777                          */
778                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, base_index + i, SWM_FREE);
779                 }
780         }
781
782         /*
783          * Free left over swap blocks in source.
784          *
785          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
786          * double-remove the object from the swap queues.
787          */
788         if (destroysource) {
789                 /*
790                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
791                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
792                  * for consistency since we've removed the object from its
793                  * queues.
794                  */
795                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
796                 if (srcobject->type == OBJT_SWAP)
797                         srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
798         }
799         crit_exit();
800 }
801
802 /*
803  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
804  *                              the requested page.
805  *
806  *      We determine whether good backing store exists for the requested
807  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
808  *
809  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
810  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
811  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
812  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
813  *      doing here.
814  */
815
816 boolean_t
817 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
818 {
819         daddr_t blk0;
820
821         /*
822          * do we have good backing store at the requested index ?
823          */
824
825         crit_enter();
826         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
827
828         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
829                 crit_exit();
830                 return (FALSE);
831         }
832
833 #if 0
834         /*
835          * find backwards-looking contiguous good backing store
836          */
837         if (before != NULL) {
838                 int i;
839
840                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
841                         daddr_t blk;
842
843                         if (i > pindex)
844                                 break;
845                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
846                         if (blk != blk0 - i)
847                                 break;
848                 }
849                 *before = (i - 1);
850         }
851
852         /*
853          * find forward-looking contiguous good backing store
854          */
855
856         if (after != NULL) {
857                 int i;
858
859                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
860                         daddr_t blk;
861
862                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
863                         if (blk != blk0 + i)
864                                 break;
865                 }
866                 *after = (i - 1);
867         }
868 #endif
869         crit_exit();
870         return (TRUE);
871 }
872
873 /*
874  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
875  *
876  * This removes any associated swap backing store, whether valid or
877  * not, from the page.  This operates on any VM object, not just OBJT_SWAP
878  * objects.
879  *
880  * This routine is typically called when a page is made dirty, at
881  * which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
882  * calls us in a special-case situation
883  *
884  * NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
885  * should make the page dirty before calling this routine.  This routine
886  * does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
887  * depends on it.
888  *
889  * This routine may not block
890  * This routine must be called at splvm()
891  */
892 void
893 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
894 {
895         if (m->flags & PG_SWAPPED) {
896                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
897                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
898         }
899 }
900
901 /*
902  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
903  *
904  * This implements a VM OBJECT strategy function using swap backing store.
905  * This can operate on any VM OBJECT type, not necessarily just OBJT_SWAP
906  * types.
907  *
908  * This is intended to be a cacheless interface (i.e. caching occurs at
909  * higher levels), and is also used as a swap-based SSD cache for vnode
910  * and device objects.
911  *
912  * All I/O goes directly to and from the swap device.
913  *      
914  * We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
915  * the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
916  * sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
917  * But this is swap, so we let it all hang out.
918  */
919 void
920 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct bio *bio)
921 {
922         struct buf *bp = bio->bio_buf;
923         struct bio *nbio;
924         vm_pindex_t start;
925         vm_pindex_t biox_blkno = 0;
926         int count;
927         char *data;
928         struct bio *biox;
929         struct buf *bufx;
930         struct bio_track *track;
931
932         /*
933          * tracking for swapdev vnode I/Os
934          */
935         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
936                 track = &swapdev_vp->v_track_read;
937         else
938                 track = &swapdev_vp->v_track_write;
939
940         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
941                 bp->b_error = EINVAL;
942                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
943                 biodone(bio);
944                 kprintf("swap_pager_strategy: bp %p offset %lld size %d, "
945                         "not page bounded\n",
946                         bp, (long long)bio->bio_offset, (int)bp->b_bcount);
947                 return;
948         }
949
950         /*
951          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
952          */
953         bp->b_error = 0;
954         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
955         bp->b_resid = bp->b_bcount;
956
957         start = (vm_pindex_t)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
958         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
959         data = bp->b_data;
960
961         /*
962          * Deal with BUF_CMD_FREEBLKS
963          */
964         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_FREEBLKS) {
965                 /*
966                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
967                  *                needed.
968                  */
969                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
970                 bp->b_resid = 0;
971                 biodone(bio);
972                 return;
973         }
974
975         /*
976          * We need to be able to create a new cluster of I/O's.  We cannot
977          * use the caller fields of the passed bio so push a new one.
978          *
979          * Because nbio is just a placeholder for the cluster links,
980          * we can biodone() the original bio instead of nbio to make
981          * things a bit more efficient.
982          */
983         nbio = push_bio(bio);
984         nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
985         nbio->bio_caller_info1.cluster_head = NULL;
986         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
987
988         biox = NULL;
989         bufx = NULL;
990
991         /*
992          * Execute read or write
993          */
994         while (count > 0) {
995                 daddr_t blk;
996
997                 /*
998                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
999                  * new block and build it into the object.
1000                  */
1001                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
1002                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && bp->b_cmd != BUF_CMD_READ) {
1003                         blk = swp_pager_getswapspace(object, 1);
1004                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1005                                 bp->b_error = ENOMEM;
1006                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
1007                                 break;
1008                         }
1009                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
1010                 }
1011                         
1012                 /*
1013                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
1014                  *
1015                  *      - no swap block at this index
1016                  *      - swap block is not contiguous
1017                  *      - we cross a physical disk boundry in the
1018                  *        stripe.
1019                  */
1020                 if (
1021                     biox && (biox_blkno + btoc(bufx->b_bcount) != blk ||
1022                      ((biox_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
1023                     )
1024                 ) {
1025                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1026                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1027                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1028                         } else {
1029                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1030                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1031                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1032                         }
1033
1034                         /*
1035                          * Finished with this buf.
1036                          */
1037                         KKASSERT(bufx->b_bcount != 0);
1038                         if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1039                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1040                         biox = NULL;
1041                         bufx = NULL;
1042                 }
1043
1044                 /*
1045                  * Add new swapblk to biox, instantiating biox if necessary.
1046                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
1047                  */
1048                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1049                         /*
1050                          * We can only get here if we are reading.  Since
1051                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
1052                          * even if chain ops are in progress.
1053                          */
1054                         bzero(data, PAGE_SIZE);
1055                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
1056                 } else {
1057                         if (biox == NULL) {
1058                                 /* XXX chain count > 4, wait to <= 4 */
1059
1060                                 bufx = getpbuf(NULL);
1061                                 biox = &bufx->b_bio1;
1062                                 cluster_append(nbio, bufx);
1063                                 bufx->b_flags |= (bufx->b_flags & B_ORDERED);
1064                                 bufx->b_cmd = bp->b_cmd;
1065                                 biox->bio_done = swap_chain_iodone;
1066                                 biox->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1067                                 biox->bio_caller_info1.cluster_parent = nbio;
1068                                 biox_blkno = blk;
1069                                 bufx->b_bcount = 0;
1070                                 bufx->b_data = data;
1071                         }
1072                         bufx->b_bcount += PAGE_SIZE;
1073                 }
1074                 --count;
1075                 ++start;
1076                 data += PAGE_SIZE;
1077         }
1078
1079         /*
1080          *  Flush out last buffer
1081          */
1082         if (biox) {
1083                 if (bufx->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1084                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1085                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1086                 } else {
1087                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1088                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1089                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1090                 }
1091                 KKASSERT(bufx->b_bcount);
1092                 if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1093                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1094                 /* biox, bufx = NULL */
1095         }
1096
1097         /*
1098          * Now initiate all the I/O.  Be careful looping on our chain as
1099          * I/O's may complete while we are still initiating them.
1100          */
1101         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
1102         bufx = nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1103
1104         while (bufx) {
1105                 biox = &bufx->b_bio1;
1106                 BUF_KERNPROC(bufx);
1107                 bufx = bufx->b_cluster_next;
1108                 vn_strategy(swapdev_vp, biox);
1109         }
1110
1111         /*
1112          * Completion of the cluster will also call biodone_chain(nbio).
1113          * We never call biodone(nbio) so we don't have to worry about
1114          * setting up a bio_done callback.  It's handled in the sub-IO.
1115          */
1116         /**/
1117 }
1118
1119 static void
1120 swap_chain_iodone(struct bio *biox)
1121 {
1122         struct buf **nextp;
1123         struct buf *bufx;       /* chained sub-buffer */
1124         struct bio *nbio;       /* parent nbio with chain glue */
1125         struct buf *bp;         /* original bp associated with nbio */
1126         int chain_empty;
1127
1128         bufx = biox->bio_buf;
1129         nbio = biox->bio_caller_info1.cluster_parent;
1130         bp = nbio->bio_buf;
1131
1132         /*
1133          * Update the original buffer
1134          */
1135         KKASSERT(bp != NULL);
1136         if (bufx->b_flags & B_ERROR) {
1137                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1138                 bp->b_error = bufx->b_error;
1139         } else if (bufx->b_resid != 0) {
1140                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1141                 bp->b_error = EINVAL;
1142         } else {
1143                 atomic_subtract_int(&bp->b_resid, bufx->b_bcount);
1144         }
1145
1146         /*
1147          * Remove us from the chain.
1148          */
1149         spin_lock_wr(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1150         nextp = &nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1151         while (*nextp != bufx) {
1152                 KKASSERT(*nextp != NULL);
1153                 nextp = &(*nextp)->b_cluster_next;
1154         }
1155         *nextp = bufx->b_cluster_next;
1156         chain_empty = (nbio->bio_caller_info1.cluster_head == NULL);
1157         spin_unlock_wr(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1158
1159         /*
1160          * Clean up bufx.  If the chain is now empty we finish out
1161          * the parent.  Note that we may be racing other completions
1162          * so we must use the chain_empty status from above.
1163          */
1164         if (chain_empty) {
1165                 if (bp->b_resid != 0 && !(bp->b_flags & B_ERROR)) {
1166                         atomic_set_int(&bp->b_flags, B_ERROR);
1167                         bp->b_error = EINVAL;
1168                 }
1169                 biodone_chain(nbio);
1170         }
1171         relpbuf(bufx, NULL);
1172 }
1173
1174 /*
1175  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring page in from swap
1176  *
1177  * The requested page may have to be brought in from swap.  Calculate the
1178  * swap block and bring in additional pages if possible.  All pages must
1179  * have contiguous swap block assignments and reside in the same object.
1180  *
1181  * The caller has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1182  * calling us and we should return with the same.
1183  *
1184  * The caller has BUSY'd the page.  We should return with (*mpp) left busy,
1185  * and any additinal pages unbusied.
1186  *
1187  * If the caller encounters a PG_RAM page it will pass it to us even though
1188  * it may be valid and dirty.  We cannot overwrite the page in this case!
1189  * The case is used to allow us to issue pure read-aheads.
1190  *
1191  * NOTE! XXX This code does not entirely pipeline yet due to the fact that
1192  *       the PG_RAM page is validated at the same time as mreq.  What we
1193  *       really need to do is issue a separate read-ahead pbuf.
1194  */
1195 static int
1196 swap_pager_getpage(vm_object_t object, vm_page_t *mpp, int seqaccess)
1197 {
1198         struct buf *bp;
1199         struct bio *bio;
1200         vm_page_t mreq;
1201         vm_page_t m;
1202         vm_offset_t kva;
1203         daddr_t blk;
1204         int i;
1205         int j;
1206         int raonly;
1207         vm_page_t marray[XIO_INTERNAL_PAGES];
1208
1209         mreq = *mpp;
1210
1211         if (mreq->object != object) {
1212                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1213                     object, 
1214                     mreq->object
1215                 );
1216         }
1217
1218         /*
1219          * We don't want to overwrite a fully valid page as it might be
1220          * dirty.  This case can occur when e.g. vm_fault hits a perfectly
1221          * valid page with PG_RAM set.
1222          *
1223          * In this case we see if the next page is a suitable page-in
1224          * candidate and if it is we issue read-ahead.  PG_RAM will be
1225          * set on the last page of the read-ahead to continue the pipeline.
1226          */
1227         if (mreq->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1228                 if (swap_burst_read == 0 || mreq->pindex + 1 >= object->size)
1229                         return(VM_PAGER_OK);
1230                 crit_enter();
1231                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + 1, 0);
1232                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1233                         crit_exit();
1234                         return(VM_PAGER_OK);
1235                 }
1236                 m = vm_page_lookup(object, mreq->pindex + 1);
1237                 if (m == NULL) {
1238                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + 1,
1239                                           VM_ALLOC_QUICK);
1240                         if (m == NULL) {
1241                                 crit_exit();
1242                                 return(VM_PAGER_OK);
1243                         }
1244                 } else {
1245                         if ((m->flags & PG_BUSY) || m->busy || m->valid) {
1246                                 crit_exit();
1247                                 return(VM_PAGER_OK);
1248                         }
1249                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1250                         vm_page_busy(m);
1251                 }
1252                 mreq = m;
1253                 raonly = 1;
1254                 crit_exit();
1255         } else {
1256                 raonly = 0;
1257         }
1258
1259         /*
1260          * Try to block-read contiguous pages from swap if sequential,
1261          * otherwise just read one page.  Contiguous pages from swap must
1262          * reside within a single device stripe because the I/O cannot be
1263          * broken up across multiple stripes.
1264          *
1265          * Note that blk and iblk can be SWAPBLK_NONE but the loop is
1266          * set up such that the case(s) are handled implicitly.
1267          */
1268         crit_enter();
1269         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1270         marray[0] = mreq;
1271
1272         for (i = 1; swap_burst_read &&
1273                     i < XIO_INTERNAL_PAGES &&
1274                     mreq->pindex + i < object->size; ++i) {
1275                 daddr_t iblk;
1276
1277                 iblk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + i, 0);
1278                 if (iblk != blk + i)
1279                         break;
1280                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1281                         break;
1282                 m = vm_page_lookup(object, mreq->pindex + i);
1283                 if (m == NULL) {
1284                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + i,
1285                                           VM_ALLOC_QUICK);
1286                         if (m == NULL)
1287                                 break;
1288                 } else {
1289                         if ((m->flags & PG_BUSY) || m->busy || m->valid)
1290                                 break;
1291                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1292                         vm_page_busy(m);
1293                 }
1294                 marray[i] = m;
1295         }
1296         if (i > 1)
1297                 vm_page_flag_set(marray[i - 1], PG_RAM);
1298
1299         crit_exit();
1300
1301         /*
1302          * If mreq is the requested page and we have nothing to do return
1303          * VM_PAGER_FAIL.  If raonly is set mreq is just another read-ahead
1304          * page and must be cleaned up.
1305          */
1306         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1307                 KKASSERT(i == 1);
1308                 if (raonly) {
1309                         vnode_pager_freepage(mreq);
1310                         return(VM_PAGER_OK);
1311                 } else {
1312                         return(VM_PAGER_FAIL);
1313                 }
1314         }
1315
1316         /*
1317          * map our page(s) into kva for input
1318          */
1319         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1320         bio = &bp->b_bio1;
1321         kva = (vm_offset_t) bp->b_kvabase;
1322         bcopy(marray, bp->b_xio.xio_pages, i * sizeof(vm_page_t));
1323         pmap_qenter(kva, bp->b_xio.xio_pages, i);
1324
1325         bp->b_data = (caddr_t)kva;
1326         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * i;
1327         bp->b_xio.xio_npages = i;
1328         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1329         bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1330         bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_READ;
1331
1332         /*
1333          * Set index.  If raonly set the index beyond the array so all
1334          * the pages are treated the same, otherwise the original mreq is
1335          * at index 0.
1336          */
1337         if (raonly)
1338                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)i;
1339         else
1340                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)0;
1341
1342         for (j = 0; j < i; ++j)
1343                 vm_page_flag_set(bp->b_xio.xio_pages[j], PG_SWAPINPROG);
1344
1345         mycpu->gd_cnt.v_swapin++;
1346         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += bp->b_xio.xio_npages;
1347
1348         /*
1349          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1350          * does not remove it.
1351          */
1352         vm_object_pip_add(object, bp->b_xio.xio_npages);
1353
1354         /*
1355          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1356          * this point because we automatically release it on completion.
1357          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1358          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1359          *
1360          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1361          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1362          */
1363         bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
1364         BUF_KERNPROC(bp);
1365         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1366
1367         /*
1368          * Wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1369          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1370          * is set in the meta-data.
1371          *
1372          * If this is a read-ahead only we return immediately without
1373          * waiting for I/O.
1374          */
1375         if (raonly)
1376                 return(VM_PAGER_OK);
1377
1378         /*
1379          * Read-ahead includes originally requested page case.
1380          */
1381         crit_enter();
1382         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1383                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1384                 mycpu->gd_cnt.v_intrans++;
1385                 if (tsleep(mreq, 0, "swread", hz*20)) {
1386                         kprintf(
1387                             "swap_pager: indefinite wait buffer: "
1388                                 " offset: %lld, size: %ld\n",
1389                             (long long)bio->bio_offset,
1390                             (long)bp->b_bcount
1391                         );
1392                 }
1393         }
1394         crit_exit();
1395
1396         /*
1397          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1398          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1399          * not be valid.
1400          */
1401         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1402                 return(VM_PAGER_ERROR);
1403         else
1404                 return(VM_PAGER_OK);
1405
1406         /*
1407          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1408          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1409          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1410          * to all-zero's later.
1411          */
1412 }
1413
1414 /*
1415  *      swap_pager_putpages: 
1416  *
1417  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1418  *
1419  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1420  *      are automatically converted to SWAP objects.
1421  *
1422  *      In a low memory situation we may block in vn_strategy(), but the new 
1423  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1424  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1425  *      which needs work.
1426  *
1427  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1428  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1429  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1430  *      completion.
1431  *
1432  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1433  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1434  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1435  */
1436 void
1437 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1438                     boolean_t sync, int *rtvals)
1439 {
1440         int i;
1441         int n = 0;
1442
1443         if (count && m[0]->object != object) {
1444                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1445                     object, 
1446                     m[0]->object
1447                 );
1448         }
1449
1450         /*
1451          * Step 1
1452          *
1453          * Turn object into OBJT_SWAP
1454          * check for bogus sysops
1455          * force sync if not pageout process
1456          */
1457         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1458                 swp_pager_meta_convert(object);
1459
1460         if (curthread != pagethread)
1461                 sync = TRUE;
1462
1463         /*
1464          * Step 2
1465          *
1466          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1467          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1468          */
1469
1470         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1471                 int n;
1472
1473                 /*
1474                  * limit range
1475                  */
1476                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1477                         n = nswbuf / 2;
1478                 if (n < 1)
1479                         n = 1;
1480                 swap_async_max = n;
1481
1482                 /*
1483                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1484                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1485                  * at this time.
1486                  */
1487                 crit_enter();
1488                 n -= nsw_wcount_async_max;
1489                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1490                         nsw_wcount_async += n;
1491                         nsw_wcount_async_max += n;
1492                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1493                 }
1494                 crit_exit();
1495         }
1496
1497         /*
1498          * Step 3
1499          *
1500          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1501          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1502          * successfully.
1503          */
1504
1505         for (i = 0; i < count; i += n) {
1506                 struct buf *bp;
1507                 struct bio *bio;
1508                 daddr_t blk;
1509                 int j;
1510
1511                 /*
1512                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1513                  */
1514
1515                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1516                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1517
1518                 crit_enter();
1519
1520                 /*
1521                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1522                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1523                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1524                  * fragment swap.
1525                  */
1526                 while (
1527                     (blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) == SWAPBLK_NONE &&
1528                     n > 4
1529                 ) {
1530                         n >>= 1;
1531                 }
1532                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1533                         for (j = 0; j < n; ++j)
1534                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1535                         crit_exit();
1536                         continue;
1537                 }
1538
1539                 /*
1540                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1541                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1542                  * at splvm().
1543                  */
1544                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1545                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1546                         swp_pager_freeswapspace(object, blk + j, n - j);
1547                         n = j;
1548                 }
1549
1550                 /*
1551                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1552                  * request and assign the swap space.
1553                  */
1554                 if (sync == TRUE)
1555                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1556                 else
1557                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1558                 bio = &bp->b_bio1;
1559
1560                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1561
1562                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1563                 bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1564
1565                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1566                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1567
1568                         swp_pager_meta_build(mreq->object, mreq->pindex,
1569                                              blk + j);
1570                         if (object->type == OBJT_SWAP)
1571                                 vm_page_dirty(mreq);
1572                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1573
1574                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1575                         bp->b_xio.xio_pages[j] = mreq;
1576                 }
1577                 bp->b_xio.xio_npages = n;
1578
1579                 mycpu->gd_cnt.v_swapout++;
1580                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += bp->b_xio.xio_npages;
1581
1582                 crit_exit();
1583
1584                 bp->b_dirtyoff = 0;             /* req'd for NFS */
1585                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;  /* req'd for NFS */
1586                 bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1587                 bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_WRITE;
1588
1589                 /*
1590                  * asynchronous
1591                  */
1592                 if (sync == FALSE) {
1593                         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1594                         BUF_KERNPROC(bp);
1595                         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1596
1597                         for (j = 0; j < n; ++j)
1598                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1599                         continue;
1600                 }
1601
1602                 /*
1603                  * Issue synchrnously.
1604                  *
1605                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1606                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1607                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1608                  * double-free.
1609                  */
1610                 bio->bio_caller_info1.index |= SWBIO_SYNC;
1611                 bio->bio_done = biodone_sync;
1612                 bio->bio_flags |= BIO_SYNC;
1613                 vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1614                 biowait(bio, "swwrt");
1615
1616                 for (j = 0; j < n; ++j)
1617                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1618
1619                 /*
1620                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1621                  * normal async completion, which frees everything up.
1622                  */
1623                 swp_pager_async_iodone(bio);
1624         }
1625 }
1626
1627 void
1628 swap_pager_newswap(void)
1629 {
1630         swp_sizecheck();
1631 }
1632
1633 /*
1634  *      swp_pager_async_iodone:
1635  *
1636  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1637  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1638  *
1639  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1640  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1641  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1642  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1643  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1644  *
1645  *      This routine may not block.
1646  */
1647 static void
1648 swp_pager_async_iodone(struct bio *bio)
1649 {
1650         struct buf *bp = bio->bio_buf;
1651         vm_object_t object = NULL;
1652         int i;
1653         int *nswptr;
1654
1655         /*
1656          * report error
1657          */
1658         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1659                 kprintf(
1660                     "swap_pager: I/O error - %s failed; offset %lld,"
1661                         "size %ld, error %d\n",
1662                     ((bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) ?
1663                         "pagein" : "pageout"),
1664                     (long long)bio->bio_offset,
1665                     (long)bp->b_bcount,
1666                     bp->b_error
1667                 );
1668         }
1669
1670         /*
1671          * set object, raise to splvm().
1672          */
1673         if (bp->b_xio.xio_npages)
1674                 object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
1675         crit_enter();
1676
1677         /*
1678          * remove the mapping for kernel virtual
1679          */
1680         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_xio.xio_npages);
1681
1682         /*
1683          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1684          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1685          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1686          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1687          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1688          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1689          */
1690         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
1691                 vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1692
1693                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1694                         /*
1695                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1696                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1697                          * can never be used again.  But I can't from an 
1698                          * interrupt.
1699                          */
1700
1701                         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1702                                 /*
1703                                  * When reading, reqpage needs to stay
1704                                  * locked for the parent, but all other
1705                                  * pages can be freed.  We still want to
1706                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1707                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1708                                  * not match anything ).
1709                                  *
1710                                  * We have to wake specifically requested pages
1711                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1712                                  * someone may be waiting for that.
1713                                  *
1714                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1715                                  * be overridden by the original caller of
1716                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1717                                  *
1718                                  * NOTE: We can't actually free the page from
1719                                  * here, because this is an interrupt.  It
1720                                  * is not legal to mess with object->memq
1721                                  * from an interrupt.  Deactivate the page
1722                                  * instead.
1723                                  */
1724
1725                                 m->valid = 0;
1726                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1727                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1728
1729                                 /*
1730                                  * bio_driver_info holds the requested page
1731                                  * index.
1732                                  */
1733                                 if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1734                                         vm_page_deactivate(m);
1735                                         vm_page_wakeup(m);
1736                                 } else {
1737                                         vm_page_flash(m);
1738                                 }
1739                                 /*
1740                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1741                                  * the page up.  The caller needs to.
1742                                  */
1743                         } else {
1744                                 /*
1745                                  * If a write error occurs remove the swap
1746                                  * assignment (note that PG_SWAPPED may or
1747                                  * may not be set depending on prior activity).
1748                                  *
1749                                  * Re-dirty OBJT_SWAP pages as there is no
1750                                  * other backing store, we can't throw the
1751                                  * page away.
1752                                  *
1753                                  * Non-OBJT_SWAP pages (aka swapcache) must
1754                                  * not be dirtied since they may not have
1755                                  * been dirty in the first place, and they
1756                                  * do have backing store (the vnode).
1757                                  */
1758                                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex,
1759                                                    SWM_FREE);
1760                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
1761                                 if (m->object->type == OBJT_SWAP) {
1762                                         vm_page_dirty(m);
1763                                         vm_page_activate(m);
1764                                 }
1765                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1766                                 vm_page_io_finish(m);
1767                         }
1768                 } else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1769                         /*
1770                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1771                          * overridden by the original caller of getpages so
1772                          * we cannot set them in order to free the underlying
1773                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1774                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1775                          * that existed in the old swapper for a time before
1776                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1777                          *
1778                          * clear PG_ZERO in page.
1779                          *
1780                          * If not the requested page then deactivate it.
1781                          *
1782                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1783                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1784                          * other pages are released (unbusied) by 
1785                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1786                          * valid bits here, it is up to the caller.
1787                          */
1788
1789                         /* 
1790                          * NOTE: can't call pmap_clear_modify(m) from an
1791                          * interrupt thread, the pmap code may have to map
1792                          * non-kernel pmaps and currently asserts the case.
1793                          */
1794                         /*pmap_clear_modify(m);*/
1795                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1796                         vm_page_undirty(m);
1797                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO | PG_SWAPINPROG);
1798                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1799
1800                         /*
1801                          * We have to wake specifically requested pages
1802                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1803                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1804                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1805                          * requested page - getpages expects it to be 
1806                          * left busy.
1807                          *
1808                          * bio_driver_info holds the requested page
1809                          */
1810                         if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1811                                 vm_page_deactivate(m);
1812                                 vm_page_wakeup(m);
1813                         } else {
1814                                 vm_page_flash(m);
1815                         }
1816                 } else {
1817                         /*
1818                          * Mark the page clean but do not mess with the
1819                          * pmap-layer's modified state.  That state should
1820                          * also be clear since the caller protected the
1821                          * page VM_PROT_READ, but allow the case.
1822                          *
1823                          * We are in an interrupt, avoid pmap operations.
1824                          *
1825                          * If we have a severe page deficit, deactivate the
1826                          * page.  Do not try to cache it (which would also
1827                          * involve a pmap op), because the page might still
1828                          * be read-heavy.
1829                          *
1830                          * When using the swap to cache clean vnode pages
1831                          * we do not mess with the page dirty bits.
1832                          */
1833                         if (m->object->type == OBJT_SWAP)
1834                                 vm_page_undirty(m);
1835                         vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1836                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1837                         vm_page_io_finish(m);
1838                         if (vm_page_count_severe())
1839                                 vm_page_deactivate(m);
1840 #if 0
1841                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1842                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1843 #endif
1844                 }
1845         }
1846
1847         /*
1848          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1849          * pip refs on the object.
1850          */
1851
1852         if (object)
1853                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_xio.xio_npages);
1854
1855         /*
1856          * Release the physical I/O buffer.
1857          *
1858          * NOTE: Due to synchronous operations in the write case b_cmd may
1859          *       already be set to BUF_CMD_DONE and BIO_SYNC may have already
1860          *       been cleared.
1861          */
1862         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ)
1863                 nswptr = &nsw_rcount;
1864         else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_SYNC)
1865                 nswptr = &nsw_wcount_sync;
1866         else
1867                 nswptr = &nsw_wcount_async;
1868         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1869         relpbuf(bp, nswptr);
1870         crit_exit();
1871 }
1872
1873 /************************************************************************
1874  *                              SWAP META DATA                          *
1875  ************************************************************************
1876  *
1877  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1878  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1879  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1880  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1881  *
1882  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1883  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1884  *      appropriate tracking counters.
1885  */
1886
1887 /*
1888  * Lookup the swblock containing the specified swap block index.
1889  */
1890 static __inline
1891 struct swblock *
1892 swp_pager_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
1893 {
1894         index &= ~SWAP_META_MASK;
1895         return (RB_LOOKUP(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, index));
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Remove a swblock from the RB tree.
1900  */
1901 static __inline
1902 void
1903 swp_pager_remove(vm_object_t object, struct swblock *swap)
1904 {
1905         RB_REMOVE(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
1906 }
1907
1908 /*
1909  * Convert default object to swap object if necessary
1910  */
1911 static void
1912 swp_pager_meta_convert(vm_object_t object)
1913 {
1914         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
1915                 object->type = OBJT_SWAP;
1916                 KKASSERT(object->swblock_count == 0);
1917         }
1918 }
1919
1920 /*
1921  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1922  *
1923  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1924  *      object.  Vnode objects do not need to be converted.
1925  *
1926  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1927  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1928  *      assigned swapblk is freed.
1929  */
1930 static void
1931 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t swapblk)
1932 {
1933         struct swblock *swap;
1934         struct swblock *oswap;
1935
1936         KKASSERT(swapblk != SWAPBLK_NONE);
1937
1938         /*
1939          * Convert object if necessary
1940          */
1941         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1942                 swp_pager_meta_convert(object);
1943         
1944         /*
1945          * Locate swblock.  If not found create, but if we aren't adding
1946          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1947          * and, since the hash table may have changed, retry.
1948          */
1949 retry:
1950         swap = swp_pager_lookup(object, index);
1951
1952         if (swap == NULL) {
1953                 int i;
1954
1955                 swap = zalloc(swap_zone);
1956                 if (swap == NULL) {
1957                         vm_wait(0);
1958                         goto retry;
1959                 }
1960                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
1961                 swap->swb_count = 0;
1962
1963                 ++object->swblock_count;
1964
1965                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1966                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1967                 oswap = RB_INSERT(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
1968                 KKASSERT(oswap == NULL);
1969         }
1970
1971         /*
1972          * Delete prior contents of metadata
1973          */
1974
1975         index &= SWAP_META_MASK;
1976
1977         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
1978                 swp_pager_freeswapspace(object, swap->swb_pages[index], 1);
1979                 --swap->swb_count;
1980         }
1981
1982         /*
1983          * Enter block into metadata
1984          */
1985         swap->swb_pages[index] = swapblk;
1986         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1987                 ++swap->swb_count;
1988 }
1989
1990 /*
1991  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1992  *
1993  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1994  *      returned to the swap bitmap.
1995  *
1996  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1997  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1998  *      with resident pages.
1999  *
2000  *      This routine must be called at splvm()
2001  */
2002 static int swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swb, void *data);
2003
2004 static void
2005 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
2006 {
2007         struct swfreeinfo info;
2008
2009         /*
2010          * Nothing to do
2011          */
2012         if (object->swblock_count == 0) {
2013                 KKASSERT(RB_EMPTY(&object->swblock_root));
2014                 return;
2015         }
2016         if (count == 0)
2017                 return;
2018
2019         /*
2020          * Setup for RB tree scan.  Note that the pindex range can be huge
2021          * due to the 64 bit page index space so we cannot safely iterate.
2022          */
2023         info.object = object;
2024         info.basei = index & ~SWAP_META_MASK;
2025         info.begi = index;
2026         info.endi = index + count - 1;
2027         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_scancmp,
2028                                 swp_pager_meta_free_callback, &info);
2029 }
2030
2031 static
2032 int
2033 swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swap, void *data)
2034 {
2035         struct swfreeinfo *info = data;
2036         vm_object_t object = info->object;
2037         int index;
2038         int eindex;
2039
2040         /*
2041          * Figure out the range within the swblock.  The wider scan may
2042          * return edge-case swap blocks when the start and/or end points
2043          * are in the middle of a block.
2044          */
2045         if (swap->swb_index < info->begi)
2046                 index = (int)info->begi & SWAP_META_MASK;
2047         else
2048                 index = 0;
2049
2050         if (swap->swb_index + SWAP_META_PAGES > info->endi)
2051                 eindex = (int)info->endi & SWAP_META_MASK;
2052         else
2053                 eindex = SWAP_META_MASK;
2054
2055         /*
2056          * Scan and free the blocks.  The loop terminates early
2057          * if (swap) runs out of blocks and could be freed.
2058          */
2059         while (index <= eindex) {
2060                 daddr_t v = swap->swb_pages[index];
2061
2062                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2063                         swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2064                         swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2065                         if (--swap->swb_count == 0) {
2066                                 swp_pager_remove(object, swap);
2067                                 zfree(swap_zone, swap);
2068                                 --object->swblock_count;
2069                                 break;
2070                         }
2071                 }
2072                 ++index;
2073         }
2074         /* swap may be invalid here due to zfree above */
2075         return(0);
2076 }
2077
2078 /*
2079  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
2080  *
2081  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
2082  *      an object.
2083  *
2084  *      This routine must be called at splvm()
2085  */
2086 static void
2087 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
2088 {
2089         struct swblock *swap;
2090         int i;
2091
2092         while ((swap = RB_ROOT(&object->swblock_root)) != NULL) {
2093                 swp_pager_remove(object, swap);
2094                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2095                         daddr_t v = swap->swb_pages[i];
2096                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
2097                                 --swap->swb_count;
2098                                 swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2099                         }
2100                 }
2101                 if (swap->swb_count != 0)
2102                         panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2103                 zfree(swap_zone, swap);
2104                 --object->swblock_count;
2105         }
2106         KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2107 }
2108
2109 /*
2110  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2111  *
2112  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2113  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2114  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2115  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2116  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
2117  *      meta-data swapblks.
2118  *
2119  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2120  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2121  *
2122  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
2123  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
2124  *      busy page.
2125  *
2126  *      This routine must be called at splvm().
2127  *
2128  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2129  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2130  */
2131 static daddr_t
2132 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t index, int flags)
2133 {
2134         struct swblock *swap;
2135         daddr_t r1;
2136
2137         if (object->swblock_count == 0)
2138                 return(SWAPBLK_NONE);
2139
2140         r1 = SWAPBLK_NONE;
2141         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2142
2143         if (swap != NULL) {
2144                 index &= SWAP_META_MASK;
2145                 r1 = swap->swb_pages[index];
2146
2147                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2148                         if (flags & SWM_FREE) {
2149                                 swp_pager_freeswapspace(object, r1, 1);
2150                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2151                         }
2152                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2153                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2154                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2155                                         swp_pager_remove(object, swap);
2156                                         zfree(swap_zone, swap);
2157                                         --object->swblock_count;
2158                                 }
2159                         } 
2160                 }
2161         }
2162         return(r1);
2163 }