520e160608f6d078b96f08488ec4a4158b128e72
[dragonfly.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1998-2010 The DragonFly Project.  All rights reserved.
5  * 
6  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
7  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
8  * 
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
17  *    the documentation and/or other materials provided with the
18  *    distribution.
19  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
20  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
21  *    from this software without specific, prior written permission.
22  * 
23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
24  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
25  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
26  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
27  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
28  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
29  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
30  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
31  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
32  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
33  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  * 
36  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
37  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
38  * Copyright (c) 1991, 1993
39  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
40  *
41  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
42  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
43  * Science Department.
44  *
45  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
46  * modification, are permitted provided that the following conditions
47  * are met:
48  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
49  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
50  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
51  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
52  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
53  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
54  *    must display the following acknowledgement:
55  *      This product includes software developed by the University of
56  *      California, Berkeley and its contributors.
57  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
58  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
59  *    without specific prior written permission.
60  *
61  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
62  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
63  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
64  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
65  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
66  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
67  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
68  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
69  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
70  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
71  * SUCH DAMAGE.
72  *
73  *                              New Swap System
74  *                              Matthew Dillon
75  *
76  * Radix Bitmap 'blists'.
77  *
78  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
79  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
80  *        arbitrary degree of fragmentation.
81  *
82  * Features:
83  *
84  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
85  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
86  *        pages.  
87  *
88  *      - on the fly deallocation of swap
89  *
90  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
91  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
92  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
93  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
94  *        or renamed.
95  *
96  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
97  * @(#)swap_pager.c     8.9 (Berkeley) 3/21/94
98  * $FreeBSD: src/sys/vm/swap_pager.c,v 1.130.2.12 2002/08/31 21:15:55 dillon Exp $
99  */
100
101 #include <sys/param.h>
102 #include <sys/systm.h>
103 #include <sys/conf.h>
104 #include <sys/kernel.h>
105 #include <sys/proc.h>
106 #include <sys/buf.h>
107 #include <sys/vnode.h>
108 #include <sys/malloc.h>
109 #include <sys/vmmeter.h>
110 #include <sys/sysctl.h>
111 #include <sys/blist.h>
112 #include <sys/lock.h>
113 #include <sys/thread2.h>
114
115 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
116 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
117 #endif
118
119 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
120
121 #include "opt_swap.h"
122 #include <vm/vm.h>
123 #include <vm/vm_object.h>
124 #include <vm/vm_page.h>
125 #include <vm/vm_pager.h>
126 #include <vm/vm_pageout.h>
127 #include <vm/swap_pager.h>
128 #include <vm/vm_extern.h>
129 #include <vm/vm_zone.h>
130 #include <vm/vnode_pager.h>
131
132 #include <sys/buf2.h>
133 #include <vm/vm_page2.h>
134
135 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
136 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
137
138 #define SWBIO_READ      0x01
139 #define SWBIO_WRITE     0x02
140 #define SWBIO_SYNC      0x04
141
142 struct swfreeinfo {
143         vm_object_t     object;
144         vm_pindex_t     basei;
145         vm_pindex_t     begi;
146         vm_pindex_t     endi;   /* inclusive */
147 };
148
149 /*
150  * vm_swap_size is in page-sized chunks now.  It was DEV_BSIZE'd chunks
151  * in the old system.
152  */
153
154 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
155 int vm_swap_cache_use;
156 int vm_swap_anon_use;
157
158 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
159 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
160 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
161 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
162 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
163 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
164
165 struct blist *swapblist;
166 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
167 static int swap_burst_read = 0; /* allow burst reading */
168
169 /* from vm_swap.c */
170 extern struct vnode *swapdev_vp;
171 extern struct swdevt *swdevt;
172 extern int nswdev;
173
174 #define BLK2DEVIDX(blk) (nswdev > 1 ? blk / dmmax % nswdev : 0)
175
176 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
177         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
178 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_burst_read,
179         CTLFLAG_RW, &swap_burst_read, 0, "Allow burst reads for pageins");
180
181 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_cache_use,
182         CTLFLAG_RD, &vm_swap_cache_use, 0, "");
183 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_anon_use,
184         CTLFLAG_RD, &vm_swap_anon_use, 0, "");
185 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_size,
186         CTLFLAG_RD, &vm_swap_size, 0, "");
187
188 vm_zone_t               swap_zone;
189
190 /*
191  * Red-Black tree for swblock entries
192  *
193  * The caller must hold vm_token
194  */
195 RB_GENERATE2(swblock_rb_tree, swblock, swb_entry, rb_swblock_compare,
196              vm_pindex_t, swb_index);
197
198 int
199 rb_swblock_compare(struct swblock *swb1, struct swblock *swb2)
200 {
201         if (swb1->swb_index < swb2->swb_index)
202                 return(-1);
203         if (swb1->swb_index > swb2->swb_index)
204                 return(1);
205         return(0);
206 }
207
208 static
209 int
210 rb_swblock_scancmp(struct swblock *swb, void *data)
211 {
212         struct swfreeinfo *info = data;
213
214         if (swb->swb_index < info->basei)
215                 return(-1);
216         if (swb->swb_index > info->endi)
217                 return(1);
218         return(0);
219 }
220
221 static
222 int
223 rb_swblock_condcmp(struct swblock *swb, void *data)
224 {
225         struct swfreeinfo *info = data;
226
227         if (swb->swb_index < info->basei)
228                 return(-1);
229         return(0);
230 }
231
232 /*
233  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
234  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
235  * (see vm/swap_pager.h).
236  */
237
238 static void     swap_pager_dealloc (vm_object_t object);
239 static int      swap_pager_getpage (vm_object_t, vm_page_t *, int);
240 static void     swap_chain_iodone(struct bio *biox);
241
242 struct pagerops swappagerops = {
243         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
244         swap_pager_getpage,     /* pagein                               */
245         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
246         swap_pager_haspage      /* get backing store status for page    */
247 };
248
249 /*
250  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
251  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
252  *
253  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
254  * internal.
255  */
256
257 int dmmax;
258 static int dmmax_mask;
259 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
260 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
261
262 static __inline void    swp_sizecheck (void);
263 static void     swp_pager_async_iodone (struct bio *bio);
264
265 /*
266  * Swap bitmap functions
267  */
268
269 static __inline void    swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object,
270                                                 swblk_t blk, int npages);
271 static __inline swblk_t swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages);
272
273 /*
274  * Metadata functions
275  */
276
277 static void swp_pager_meta_convert(vm_object_t);
278 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, swblk_t);
279 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
280 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
281 static swblk_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
282
283 /*
284  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
285  *      
286  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
287  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
288  *
289  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
290  *
291  * No restrictions on call
292  * This routine may not block.
293  * SMP races are ok.
294  */
295 static __inline void
296 swp_sizecheck(void)
297 {
298         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
299                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
300                         kprintf("swap_pager: out of swap space\n");
301                         swap_pager_almost_full = 1;
302                 }
303         } else {
304                 swap_pager_full = 0;
305                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
306                         swap_pager_almost_full = 0;
307         }
308 }
309
310 /*
311  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
312  *
313  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
314  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
315  *      system has yet to be initialized at this point.
316  *
317  * Called from the low level boot code only.
318  */
319 static void
320 swap_pager_init(void *arg __unused)
321 {
322         /*
323          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
324          */
325         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
326         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
327 }
328 SYSINIT(vm_mem, SI_BOOT1_VM, SI_ORDER_THIRD, swap_pager_init, NULL)
329
330 /*
331  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
332  *
333  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
334  *      its main loop.
335  *
336  * Called from the low level boot code only.
337  */
338 void
339 swap_pager_swap_init(void)
340 {
341         int n, n2;
342
343         /*
344          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
345          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
346          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
347          * but it isn't very efficient).
348          *
349          * The nsw_cluster_max is constrained by the number of pages an XIO
350          * holds, i.e., (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
351          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
352          * constrained by the swap device interleave stripe size.
353          *
354          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
355          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
356          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
357          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
358          * a higher value would probably generate only a limited improvement
359          * with three or four active swap devices since the system does not
360          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
361          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
362          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
363          * So it all works out pretty well.
364          */
365
366         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
367
368         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
369         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
370         nsw_wcount_async = 4;
371         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
372
373         /*
374          * The zone is dynamically allocated so generally size it to
375          * maxswzone (32MB to 512MB of KVM).  Set a minimum size based
376          * on physical memory of around 8x (each swblock can hold 16 pages).
377          *
378          * With the advent of SSDs (vs HDs) the practical (swap:memory) ratio
379          * has increased dramatically.
380          */
381         n = vmstats.v_page_count / 2;
382         if (maxswzone && n < maxswzone / sizeof(struct swblock))
383                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
384         n2 = n;
385
386         do {
387                 swap_zone = zinit(
388                         "SWAPMETA", 
389                         sizeof(struct swblock), 
390                         n,
391                         ZONE_INTERRUPT, 
392                         1);
393                 if (swap_zone != NULL)
394                         break;
395                 /*
396                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
397                  * size of the previous attempt.
398                  */
399                 n -= ((n + 2) / 3);
400         } while (n > 0);
401
402         if (swap_zone == NULL)
403                 panic("swap_pager_swap_init: swap_zone == NULL");
404         if (n2 != n)
405                 kprintf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
406 }
407
408 /*
409  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
410  *                      its metadata structures.
411  *
412  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
413  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
414  *      and then converting it with swp_pager_meta_convert().
415  *
416  *      We only support unnamed objects.
417  *
418  * No restrictions.
419  */
420 vm_object_t
421 swap_pager_alloc(void *handle, off_t size, vm_prot_t prot, off_t offset)
422 {
423         vm_object_t object;
424
425         KKASSERT(handle == NULL);
426         lwkt_gettoken(&vm_token);
427         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
428                                     OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
429         swp_pager_meta_convert(object);
430         lwkt_reltoken(&vm_token);
431
432         return (object);
433 }
434
435 /*
436  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
437  *
438  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
439  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
440  *      routine is typically called only when the entire object is
441  *      about to be destroyed.
442  *
443  * The object must be locked or unreferenceable.
444  * No other requirements.
445  */
446 static void
447 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
448 {
449         lwkt_gettoken(&vm_token);
450         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
451
452         /*
453          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
454          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
455          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
456          * if paging is still in progress on some objects.
457          */
458         crit_enter();
459         swp_pager_meta_free_all(object);
460         crit_exit();
461         lwkt_reltoken(&vm_token);
462 }
463
464 /************************************************************************
465  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
466  ************************************************************************/
467
468 /*
469  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
470  *
471  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
472  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
473  *      if the allocation failed.
474  *
475  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
476  *      when they configured swap and didn't configure enough.
477  *
478  * The caller must hold vm_token.
479  * This routine may not block.
480  *
481  * NOTE: vm_token must be held to avoid races with bitmap frees from
482  *       vm_page_remove() via swap_pager_page_removed().
483  */
484 static __inline swblk_t
485 swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages)
486 {
487         swblk_t blk;
488
489         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
490
491         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
492                 if (swap_pager_full != 2) {
493                         kprintf("swap_pager_getswapspace: failed\n");
494                         swap_pager_full = 2;
495                         swap_pager_almost_full = 1;
496                 }
497         } else {
498                 swapacctspace(blk, -npages);
499                 if (object->type == OBJT_SWAP)
500                         vm_swap_anon_use += npages;
501                 else
502                         vm_swap_cache_use += npages;
503                 swp_sizecheck();
504         }
505         return(blk);
506 }
507
508 /*
509  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
510  *
511  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
512  *
513  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
514  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
515  *
516  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
517  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
518  *
519  * The caller must hold vm_token.
520  * This routine may not block.
521  */
522
523 static __inline void
524 swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object, swblk_t blk, int npages)
525 {
526         struct swdevt *sp = &swdevt[BLK2DEVIDX(blk)];
527
528         sp->sw_nused -= npages;
529         if (object->type == OBJT_SWAP)
530                 vm_swap_anon_use -= npages;
531         else
532                 vm_swap_cache_use -= npages;
533
534         if (sp->sw_flags & SW_CLOSING)
535                 return;
536
537         blist_free(swapblist, blk, npages);
538         vm_swap_size += npages;
539         swp_sizecheck();
540 }
541
542 /*
543  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
544  *                              range within an object.
545  *
546  *      This is a globally accessible routine.
547  *
548  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
549  *
550  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
551  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
552  *      we should be ok.
553  *
554  * No requirements.
555  */
556 void
557 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t size)
558 {
559         crit_enter();
560         lwkt_gettoken(&vm_token);
561         swp_pager_meta_free(object, start, size);
562         lwkt_reltoken(&vm_token);
563         crit_exit();
564 }
565
566 /*
567  * No requirements.
568  */
569 void
570 swap_pager_freespace_all(vm_object_t object)
571 {
572         crit_enter();
573         lwkt_gettoken(&vm_token);
574         swp_pager_meta_free_all(object);
575         lwkt_reltoken(&vm_token);
576         crit_exit();
577 }
578
579 /*
580  * This function conditionally frees swap cache swap starting at
581  * (*basei) in the object.  (count) swap blocks will be nominally freed.
582  * The actual number of blocks freed can be more or less than the
583  * requested number.
584  *
585  * This function nominally returns the number of blocks freed.  However,
586  * the actual number of blocks freed may be less then the returned value.
587  * If the function is unable to exhaust the object or if it is able to
588  * free (approximately) the requested number of blocks it returns
589  * a value n > count.
590  *
591  * If we exhaust the object we will return a value n <= count.
592  *
593  * The caller must hold vm_token.
594  *
595  * WARNING!  If count == 0 then -1 can be returned as a degenerate case,
596  *           callers should always pass a count value > 0.
597  */
598 static int swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data);
599
600 int
601 swap_pager_condfree(vm_object_t object, vm_pindex_t *basei, int count)
602 {
603         struct swfreeinfo info;
604
605         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
606
607         info.object = object;
608         info.basei = *basei;    /* skip up to this page index */
609         info.begi = count;      /* max swap pages to destroy */
610         info.endi = count * 8;  /* max swblocks to scan */
611
612         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_condcmp,
613                                 swap_pager_condfree_callback, &info);
614         *basei = info.basei;
615         if (info.endi < 0 && info.begi <= count)
616                 info.begi = count + 1;
617         return(count - (int)info.begi);
618 }
619
620 /*
621  * The idea is to free whole meta-block to avoid fragmenting
622  * the swap space or disk I/O.  We only do this if NO VM pages
623  * are present.
624  *
625  * We do not have to deal with clearing PG_SWAPPED in related VM
626  * pages because there are no related VM pages.
627  *
628  * The caller must hold vm_token.
629  */
630 static int
631 swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data)
632 {
633         struct swfreeinfo *info = data;
634         vm_object_t object = info->object;
635         int i;
636
637         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
638                 if (vm_page_lookup(object, swap->swb_index + i))
639                         break;
640         }
641         info->basei = swap->swb_index + SWAP_META_PAGES;
642         if (i == SWAP_META_PAGES) {
643                 info->begi -= swap->swb_count;
644                 swap_pager_freespace(object, swap->swb_index, SWAP_META_PAGES);
645         }
646         --info->endi;
647         if ((int)info->begi < 0 || (int)info->endi < 0)
648                 return(-1);
649         return(0);
650 }
651
652 /*
653  * Called by vm_page_alloc() when a new VM page is inserted
654  * into a VM object.  Checks whether swap has been assigned to
655  * the page and sets PG_SWAPPED as necessary.
656  *
657  * No requirements.
658  */
659 void
660 swap_pager_page_inserted(vm_page_t m)
661 {
662         if (m->object->swblock_count) {
663                 crit_enter();
664                 lwkt_gettoken(&vm_token);
665                 if (swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, 0) != SWAPBLK_NONE)
666                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
667                 lwkt_reltoken(&vm_token);
668                 crit_exit();
669         }
670 }
671
672 /*
673  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
674  *
675  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
676  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
677  *
678  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
679  *
680  * The caller is responsible for avoiding races in the specified range.
681  * No other requirements.
682  */
683 int
684 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
685 {
686         int n = 0;
687         swblk_t blk = SWAPBLK_NONE;
688         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
689
690         crit_enter();
691         lwkt_gettoken(&vm_token);
692         while (size) {
693                 if (n == 0) {
694                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
695                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) ==
696                                SWAPBLK_NONE)
697                         {
698                                 n >>= 1;
699                                 if (n == 0) {
700                                         swp_pager_meta_free(object, beg,
701                                                             start - beg);
702                                         lwkt_reltoken(&vm_token);
703                                         crit_exit();
704                                         return(-1);
705                                 }
706                         }
707                 }
708                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
709                 --size;
710                 ++start;
711                 ++blk;
712                 --n;
713         }
714         swp_pager_meta_free(object, start, n);
715         lwkt_reltoken(&vm_token);
716         crit_exit();
717         return(0);
718 }
719
720 /*
721  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
722  *                      and destroy the source.
723  *
724  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
725  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
726  *      we keep the destination's.
727  *
728  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
729  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
730  *      progress on the source. 
731  *
732  *      This routine can be called at any spl
733  *
734  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
735  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
736  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
737  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
738  *
739  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
740  *
741  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
742  *
743  *      The source and destination objects must be locked or 
744  *      inaccessible (XXX are they ?)
745  *
746  * The caller must hold vm_token.
747  */
748 void
749 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
750                 vm_pindex_t base_index, int destroysource)
751 {
752         vm_pindex_t i;
753
754         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(&vm_token);
755         crit_enter();
756
757         /*
758          * transfer source to destination.
759          */
760         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
761                 swblk_t dstaddr;
762
763                 /*
764                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
765                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
766                  * if the destination is a resident page, in which case the
767                  * source is thrown away.
768                  */
769                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
770
771                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
772                         /*
773                          * Destination has no swapblk and is not resident,
774                          * copy source.
775                          */
776                         swblk_t srcaddr;
777
778                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(srcobject,
779                                                      base_index + i, SWM_POP);
780
781                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
782                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
783                 } else {
784                         /*
785                          * Destination has valid swapblk or it is represented
786                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
787                          */
788                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, base_index + i, SWM_FREE);
789                 }
790         }
791
792         /*
793          * Free left over swap blocks in source.
794          *
795          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
796          * double-remove the object from the swap queues.
797          */
798         if (destroysource) {
799                 /*
800                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
801                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
802                  * for consistency since we've removed the object from its
803                  * queues.
804                  */
805                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
806                 if (srcobject->type == OBJT_SWAP)
807                         srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
808         }
809         crit_exit();
810 }
811
812 /*
813  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
814  *                              the requested page.
815  *
816  *      We determine whether good backing store exists for the requested
817  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
818  *
819  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
820  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
821  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
822  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
823  *      doing here.
824  *
825  * No requirements.
826  */
827 boolean_t
828 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
829 {
830         swblk_t blk0;
831
832         /*
833          * do we have good backing store at the requested index ?
834          */
835
836         crit_enter();
837         lwkt_gettoken(&vm_token);
838         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
839
840         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
841                 lwkt_reltoken(&vm_token);
842                 crit_exit();
843                 return (FALSE);
844         }
845         lwkt_reltoken(&vm_token);
846         crit_exit();
847         return (TRUE);
848 }
849
850 /*
851  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
852  *
853  * This removes any associated swap backing store, whether valid or
854  * not, from the page.  This operates on any VM object, not just OBJT_SWAP
855  * objects.
856  *
857  * This routine is typically called when a page is made dirty, at
858  * which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
859  * calls us in a special-case situation
860  *
861  * NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
862  * should make the page dirty before calling this routine.  This routine
863  * does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
864  * depends on it.
865  *
866  * The page must be busied or soft-busied.
867  * The caller must hold vm_token if the caller does not wish to block here.
868  * No other requirements.
869  */
870 void
871 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
872 {
873         if (m->flags & PG_SWAPPED) {
874                 crit_enter();
875                 lwkt_gettoken(&vm_token);
876                 KKASSERT(m->flags & PG_SWAPPED);
877                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
878                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
879                 lwkt_reltoken(&vm_token);
880                 crit_exit();
881         }
882 }
883
884 /*
885  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
886  *
887  * This implements a VM OBJECT strategy function using swap backing store.
888  * This can operate on any VM OBJECT type, not necessarily just OBJT_SWAP
889  * types.
890  *
891  * This is intended to be a cacheless interface (i.e. caching occurs at
892  * higher levels), and is also used as a swap-based SSD cache for vnode
893  * and device objects.
894  *
895  * All I/O goes directly to and from the swap device.
896  *      
897  * We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
898  * the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
899  * sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
900  * But this is swap, so we let it all hang out.
901  *
902  * No requirements.
903  */
904 void
905 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct bio *bio)
906 {
907         struct buf *bp = bio->bio_buf;
908         struct bio *nbio;
909         vm_pindex_t start;
910         vm_pindex_t biox_blkno = 0;
911         int count;
912         char *data;
913         struct bio *biox;
914         struct buf *bufx;
915         struct bio_track *track;
916
917         /*
918          * tracking for swapdev vnode I/Os
919          */
920         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
921                 track = &swapdev_vp->v_track_read;
922         else
923                 track = &swapdev_vp->v_track_write;
924
925         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
926                 bp->b_error = EINVAL;
927                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
928                 biodone(bio);
929                 kprintf("swap_pager_strategy: bp %p offset %lld size %d, "
930                         "not page bounded\n",
931                         bp, (long long)bio->bio_offset, (int)bp->b_bcount);
932                 return;
933         }
934
935         /*
936          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
937          */
938         bp->b_error = 0;
939         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
940         bp->b_resid = bp->b_bcount;
941
942         start = (vm_pindex_t)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
943         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
944         data = bp->b_data;
945
946         /*
947          * Deal with BUF_CMD_FREEBLKS
948          */
949         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_FREEBLKS) {
950                 /*
951                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
952                  *                needed.
953                  */
954                 crit_enter();
955                 lwkt_gettoken(&vm_token);
956                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
957                 lwkt_reltoken(&vm_token);
958                 crit_exit();
959                 bp->b_resid = 0;
960                 biodone(bio);
961                 return;
962         }
963
964         /*
965          * We need to be able to create a new cluster of I/O's.  We cannot
966          * use the caller fields of the passed bio so push a new one.
967          *
968          * Because nbio is just a placeholder for the cluster links,
969          * we can biodone() the original bio instead of nbio to make
970          * things a bit more efficient.
971          */
972         nbio = push_bio(bio);
973         nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
974         nbio->bio_caller_info1.cluster_head = NULL;
975         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
976
977         biox = NULL;
978         bufx = NULL;
979
980         /*
981          * Execute read or write
982          */
983         crit_enter();
984         lwkt_gettoken(&vm_token);
985         while (count > 0) {
986                 swblk_t blk;
987
988                 /*
989                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
990                  * new block and build it into the object.
991                  */
992                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
993                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && bp->b_cmd != BUF_CMD_READ) {
994                         blk = swp_pager_getswapspace(object, 1);
995                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
996                                 bp->b_error = ENOMEM;
997                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
998                                 break;
999                         }
1000                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
1001                 }
1002                         
1003                 /*
1004                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
1005                  *
1006                  *      - no swap block at this index
1007                  *      - swap block is not contiguous
1008                  *      - we cross a physical disk boundry in the
1009                  *        stripe.
1010                  */
1011                 if (
1012                     biox && (biox_blkno + btoc(bufx->b_bcount) != blk ||
1013                      ((biox_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
1014                     )
1015                 ) {
1016                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1017                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1018                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1019                         } else {
1020                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1021                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1022                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1023                         }
1024
1025                         /*
1026                          * Finished with this buf.
1027                          */
1028                         KKASSERT(bufx->b_bcount != 0);
1029                         if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1030                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1031                         biox = NULL;
1032                         bufx = NULL;
1033                 }
1034
1035                 /*
1036                  * Add new swapblk to biox, instantiating biox if necessary.
1037                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
1038                  */
1039                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1040                         /*
1041                          * We can only get here if we are reading.  Since
1042                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
1043                          * even if chain ops are in progress.
1044                          */
1045                         bzero(data, PAGE_SIZE);
1046                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
1047                 } else {
1048                         if (biox == NULL) {
1049                                 /* XXX chain count > 4, wait to <= 4 */
1050
1051                                 bufx = getpbuf(NULL);
1052                                 biox = &bufx->b_bio1;
1053                                 cluster_append(nbio, bufx);
1054                                 bufx->b_flags |= (bufx->b_flags & B_ORDERED);
1055                                 bufx->b_cmd = bp->b_cmd;
1056                                 biox->bio_done = swap_chain_iodone;
1057                                 biox->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1058                                 biox->bio_caller_info1.cluster_parent = nbio;
1059                                 biox_blkno = blk;
1060                                 bufx->b_bcount = 0;
1061                                 bufx->b_data = data;
1062                         }
1063                         bufx->b_bcount += PAGE_SIZE;
1064                 }
1065                 --count;
1066                 ++start;
1067                 data += PAGE_SIZE;
1068         }
1069         lwkt_reltoken(&vm_token);
1070         crit_exit();
1071
1072         /*
1073          *  Flush out last buffer
1074          */
1075         if (biox) {
1076                 if (bufx->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1077                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1078                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1079                 } else {
1080                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1081                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1082                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1083                 }
1084                 KKASSERT(bufx->b_bcount);
1085                 if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1086                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1087                 /* biox, bufx = NULL */
1088         }
1089
1090         /*
1091          * Now initiate all the I/O.  Be careful looping on our chain as
1092          * I/O's may complete while we are still initiating them.
1093          *
1094          * If the request is a 100% sparse read no bios will be present
1095          * and we just biodone() the buffer.
1096          */
1097         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
1098         bufx = nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1099
1100         if (bufx) {
1101                 while (bufx) {
1102                         biox = &bufx->b_bio1;
1103                         BUF_KERNPROC(bufx);
1104                         bufx = bufx->b_cluster_next;
1105                         vn_strategy(swapdev_vp, biox);
1106                 }
1107         } else {
1108                 biodone(bio);
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 /*
1120  * biodone callback
1121  *
1122  * No requirements.
1123  */
1124 static void
1125 swap_chain_iodone(struct bio *biox)
1126 {
1127         struct buf **nextp;
1128         struct buf *bufx;       /* chained sub-buffer */
1129         struct bio *nbio;       /* parent nbio with chain glue */
1130         struct buf *bp;         /* original bp associated with nbio */
1131         int chain_empty;
1132
1133         bufx = biox->bio_buf;
1134         nbio = biox->bio_caller_info1.cluster_parent;
1135         bp = nbio->bio_buf;
1136
1137         /*
1138          * Update the original buffer
1139          */
1140         KKASSERT(bp != NULL);
1141         if (bufx->b_flags & B_ERROR) {
1142                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1143                 bp->b_error = bufx->b_error;    /* race ok */
1144         } else if (bufx->b_resid != 0) {
1145                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1146                 bp->b_error = EINVAL;           /* race ok */
1147         } else {
1148                 atomic_subtract_int(&bp->b_resid, bufx->b_bcount);
1149         }
1150
1151         /*
1152          * Remove us from the chain.
1153          */
1154         spin_lock(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1155         nextp = &nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1156         while (*nextp != bufx) {
1157                 KKASSERT(*nextp != NULL);
1158                 nextp = &(*nextp)->b_cluster_next;
1159         }
1160         *nextp = bufx->b_cluster_next;
1161         chain_empty = (nbio->bio_caller_info1.cluster_head == NULL);
1162         spin_unlock(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1163
1164         /*
1165          * Clean up bufx.  If the chain is now empty we finish out
1166          * the parent.  Note that we may be racing other completions
1167          * so we must use the chain_empty status from above.
1168          */
1169         if (chain_empty) {
1170                 if (bp->b_resid != 0 && !(bp->b_flags & B_ERROR)) {
1171                         atomic_set_int(&bp->b_flags, B_ERROR);
1172                         bp->b_error = EINVAL;
1173                 }
1174                 biodone_chain(nbio);
1175         }
1176         relpbuf(bufx, NULL);
1177 }
1178
1179 /*
1180  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring page in from swap
1181  *
1182  * The requested page may have to be brought in from swap.  Calculate the
1183  * swap block and bring in additional pages if possible.  All pages must
1184  * have contiguous swap block assignments and reside in the same object.
1185  *
1186  * The caller has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1187  * calling us and we should return with the same.
1188  *
1189  * The caller has BUSY'd the page.  We should return with (*mpp) left busy,
1190  * and any additinal pages unbusied.
1191  *
1192  * If the caller encounters a PG_RAM page it will pass it to us even though
1193  * it may be valid and dirty.  We cannot overwrite the page in this case!
1194  * The case is used to allow us to issue pure read-aheads.
1195  *
1196  * NOTE! XXX This code does not entirely pipeline yet due to the fact that
1197  *       the PG_RAM page is validated at the same time as mreq.  What we
1198  *       really need to do is issue a separate read-ahead pbuf.
1199  *
1200  * No requirements.
1201  */
1202 static int
1203 swap_pager_getpage(vm_object_t object, vm_page_t *mpp, int seqaccess)
1204 {
1205         struct buf *bp;
1206         struct bio *bio;
1207         vm_page_t mreq;
1208         vm_page_t m;
1209         vm_offset_t kva;
1210         swblk_t blk;
1211         int i;
1212         int j;
1213         int raonly;
1214         vm_page_t marray[XIO_INTERNAL_PAGES];
1215
1216         mreq = *mpp;
1217
1218         if (mreq->object != object) {
1219                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1220                     object, 
1221                     mreq->object
1222                 );
1223         }
1224
1225         /*
1226          * We don't want to overwrite a fully valid page as it might be
1227          * dirty.  This case can occur when e.g. vm_fault hits a perfectly
1228          * valid page with PG_RAM set.
1229          *
1230          * In this case we see if the next page is a suitable page-in
1231          * candidate and if it is we issue read-ahead.  PG_RAM will be
1232          * set on the last page of the read-ahead to continue the pipeline.
1233          */
1234         if (mreq->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1235                 if (swap_burst_read == 0 || mreq->pindex + 1 >= object->size)
1236                         return(VM_PAGER_OK);
1237                 crit_enter();
1238                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1239                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + 1, 0);
1240                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1241                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1242                         crit_exit();
1243                         return(VM_PAGER_OK);
1244                 }
1245                 m = vm_page_lookup(object, mreq->pindex + 1);
1246                 if (m == NULL) {
1247                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + 1,
1248                                           VM_ALLOC_QUICK);
1249                         if (m == NULL) {
1250                                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1251                                 crit_exit();
1252                                 return(VM_PAGER_OK);
1253                         }
1254                 } else {
1255                         if ((m->flags & PG_BUSY) || m->busy || m->valid) {
1256                                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1257                                 crit_exit();
1258                                 return(VM_PAGER_OK);
1259                         }
1260                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1261                         vm_page_busy(m);
1262                 }
1263                 mreq = m;
1264                 raonly = 1;
1265                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1266                 crit_exit();
1267         } else {
1268                 raonly = 0;
1269         }
1270
1271         /*
1272          * Try to block-read contiguous pages from swap if sequential,
1273          * otherwise just read one page.  Contiguous pages from swap must
1274          * reside within a single device stripe because the I/O cannot be
1275          * broken up across multiple stripes.
1276          *
1277          * Note that blk and iblk can be SWAPBLK_NONE but the loop is
1278          * set up such that the case(s) are handled implicitly.
1279          */
1280         crit_enter();
1281         lwkt_gettoken(&vm_token);
1282         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1283         marray[0] = mreq;
1284
1285         for (i = 1; swap_burst_read &&
1286                     i < XIO_INTERNAL_PAGES &&
1287                     mreq->pindex + i < object->size; ++i) {
1288                 swblk_t iblk;
1289
1290                 iblk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + i, 0);
1291                 if (iblk != blk + i)
1292                         break;
1293                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1294                         break;
1295                 m = vm_page_lookup(object, mreq->pindex + i);
1296                 if (m == NULL) {
1297                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + i,
1298                                           VM_ALLOC_QUICK);
1299                         if (m == NULL)
1300                                 break;
1301                 } else {
1302                         if ((m->flags & PG_BUSY) || m->busy || m->valid)
1303                                 break;
1304                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1305                         vm_page_busy(m);
1306                 }
1307                 marray[i] = m;
1308         }
1309         if (i > 1)
1310                 vm_page_flag_set(marray[i - 1], PG_RAM);
1311
1312         lwkt_reltoken(&vm_token);
1313         crit_exit();
1314
1315         /*
1316          * If mreq is the requested page and we have nothing to do return
1317          * VM_PAGER_FAIL.  If raonly is set mreq is just another read-ahead
1318          * page and must be cleaned up.
1319          */
1320         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1321                 KKASSERT(i == 1);
1322                 if (raonly) {
1323                         vnode_pager_freepage(mreq);
1324                         return(VM_PAGER_OK);
1325                 } else {
1326                         return(VM_PAGER_FAIL);
1327                 }
1328         }
1329
1330         /*
1331          * map our page(s) into kva for input
1332          */
1333         bp = getpbuf_kva(&nsw_rcount);
1334         bio = &bp->b_bio1;
1335         kva = (vm_offset_t) bp->b_kvabase;
1336         bcopy(marray, bp->b_xio.xio_pages, i * sizeof(vm_page_t));
1337         pmap_qenter(kva, bp->b_xio.xio_pages, i);
1338
1339         bp->b_data = (caddr_t)kva;
1340         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * i;
1341         bp->b_xio.xio_npages = i;
1342         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1343         bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1344         bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_READ;
1345
1346         /*
1347          * Set index.  If raonly set the index beyond the array so all
1348          * the pages are treated the same, otherwise the original mreq is
1349          * at index 0.
1350          */
1351         if (raonly)
1352                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)i;
1353         else
1354                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)0;
1355
1356         for (j = 0; j < i; ++j)
1357                 vm_page_flag_set(bp->b_xio.xio_pages[j], PG_SWAPINPROG);
1358
1359         mycpu->gd_cnt.v_swapin++;
1360         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += bp->b_xio.xio_npages;
1361
1362         /*
1363          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1364          * does not remove it.
1365          */
1366         vm_object_pip_add(object, bp->b_xio.xio_npages);
1367
1368         /*
1369          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1370          * this point because we automatically release it on completion.
1371          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1372          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1373          *
1374          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1375          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1376          */
1377         bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
1378         BUF_KERNPROC(bp);
1379         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1380
1381         /*
1382          * Wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1383          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1384          * is set in the meta-data.
1385          *
1386          * If this is a read-ahead only we return immediately without
1387          * waiting for I/O.
1388          */
1389         if (raonly)
1390                 return(VM_PAGER_OK);
1391
1392         /*
1393          * Read-ahead includes originally requested page case.
1394          */
1395         crit_enter();
1396         lwkt_gettoken(&vm_token);
1397         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1398                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1399                 mycpu->gd_cnt.v_intrans++;
1400                 if (tsleep(mreq, 0, "swread", hz*20)) {
1401                         kprintf(
1402                             "swap_pager: indefinite wait buffer: "
1403                                 " offset: %lld, size: %ld\n",
1404                             (long long)bio->bio_offset,
1405                             (long)bp->b_bcount
1406                         );
1407                 }
1408         }
1409         lwkt_reltoken(&vm_token);
1410         crit_exit();
1411
1412         /*
1413          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1414          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1415          * not be valid.
1416          */
1417         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1418                 return(VM_PAGER_ERROR);
1419         else
1420                 return(VM_PAGER_OK);
1421
1422         /*
1423          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1424          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1425          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1426          * to all-zero's later.
1427          */
1428 }
1429
1430 /*
1431  *      swap_pager_putpages: 
1432  *
1433  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1434  *
1435  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1436  *      are automatically converted to SWAP objects.
1437  *
1438  *      In a low memory situation we may block in vn_strategy(), but the new 
1439  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1440  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1441  *      which needs work.
1442  *
1443  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1444  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1445  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1446  *      completion.
1447  *
1448  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1449  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1450  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1451  *
1452  * No requirements.
1453  */
1454 void
1455 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1456                     boolean_t sync, int *rtvals)
1457 {
1458         int i;
1459         int n = 0;
1460
1461         if (count && m[0]->object != object) {
1462                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1463                     object, 
1464                     m[0]->object
1465                 );
1466         }
1467
1468         /*
1469          * Step 1
1470          *
1471          * Turn object into OBJT_SWAP
1472          * check for bogus sysops
1473          * force sync if not pageout process
1474          */
1475         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
1476                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1477                 if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1478                         swp_pager_meta_convert(object);
1479                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1480         }
1481
1482         if (curthread != pagethread)
1483                 sync = TRUE;
1484
1485         /*
1486          * Step 2
1487          *
1488          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1489          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1490          */
1491
1492         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1493                 int n;
1494
1495                 /*
1496                  * limit range
1497                  */
1498                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1499                         n = nswbuf / 2;
1500                 if (n < 1)
1501                         n = 1;
1502                 swap_async_max = n;
1503
1504                 /*
1505                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1506                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1507                  * at this time.
1508                  */
1509                 crit_enter();
1510                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1511                 n -= nsw_wcount_async_max;
1512                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1513                         nsw_wcount_async += n;
1514                         nsw_wcount_async_max += n;
1515                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1516                 }
1517                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1518                 crit_exit();
1519         }
1520
1521         /*
1522          * Step 3
1523          *
1524          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1525          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1526          * successfully.
1527          */
1528
1529         for (i = 0; i < count; i += n) {
1530                 struct buf *bp;
1531                 struct bio *bio;
1532                 swblk_t blk;
1533                 int j;
1534
1535                 /*
1536                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1537                  */
1538
1539                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1540                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1541
1542                 crit_enter();
1543                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1544
1545                 /*
1546                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1547                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1548                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1549                  * fragment swap.
1550                  */
1551                 while (
1552                     (blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) == SWAPBLK_NONE &&
1553                     n > 4
1554                 ) {
1555                         n >>= 1;
1556                 }
1557                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1558                         for (j = 0; j < n; ++j)
1559                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1560                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1561                         crit_exit();
1562                         continue;
1563                 }
1564
1565                 /*
1566                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1567                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1568                  * at splvm().
1569                  */
1570                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1571                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1572                         swp_pager_freeswapspace(object, blk + j, n - j);
1573                         n = j;
1574                 }
1575
1576                 /*
1577                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1578                  * request and assign the swap space.
1579                  */
1580                 if (sync == TRUE)
1581                         bp = getpbuf_kva(&nsw_wcount_sync);
1582                 else
1583                         bp = getpbuf_kva(&nsw_wcount_async);
1584                 bio = &bp->b_bio1;
1585
1586                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1587
1588                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1589                 bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1590
1591                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1592                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1593
1594                         swp_pager_meta_build(mreq->object, mreq->pindex,
1595                                              blk + j);
1596                         if (object->type == OBJT_SWAP)
1597                                 vm_page_dirty(mreq);
1598                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1599
1600                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1601                         bp->b_xio.xio_pages[j] = mreq;
1602                 }
1603                 bp->b_xio.xio_npages = n;
1604
1605                 mycpu->gd_cnt.v_swapout++;
1606                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += bp->b_xio.xio_npages;
1607
1608                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1609                 crit_exit();
1610
1611                 bp->b_dirtyoff = 0;             /* req'd for NFS */
1612                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;  /* req'd for NFS */
1613                 bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1614                 bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_WRITE;
1615
1616                 /*
1617                  * asynchronous
1618                  */
1619                 if (sync == FALSE) {
1620                         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1621                         BUF_KERNPROC(bp);
1622                         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1623
1624                         for (j = 0; j < n; ++j)
1625                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1626                         continue;
1627                 }
1628
1629                 /*
1630                  * Issue synchrnously.
1631                  *
1632                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1633                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1634                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1635                  * double-free.
1636                  */
1637                 bio->bio_caller_info1.index |= SWBIO_SYNC;
1638                 bio->bio_done = biodone_sync;
1639                 bio->bio_flags |= BIO_SYNC;
1640                 vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1641                 biowait(bio, "swwrt");
1642
1643                 for (j = 0; j < n; ++j)
1644                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1645
1646                 /*
1647                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1648                  * normal async completion, which frees everything up.
1649                  */
1650                 swp_pager_async_iodone(bio);
1651         }
1652 }
1653
1654 /*
1655  * No requirements.
1656  */
1657 void
1658 swap_pager_newswap(void)
1659 {
1660         swp_sizecheck();
1661 }
1662
1663 /*
1664  *      swp_pager_async_iodone:
1665  *
1666  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1667  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1668  *
1669  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1670  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1671  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1672  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1673  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1674  *
1675  *      This routine may not block.
1676  *
1677  * No requirements.
1678  */
1679 static void
1680 swp_pager_async_iodone(struct bio *bio)
1681 {
1682         struct buf *bp = bio->bio_buf;
1683         vm_object_t object = NULL;
1684         int i;
1685         int *nswptr;
1686
1687         /*
1688          * report error
1689          */
1690         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1691                 kprintf(
1692                     "swap_pager: I/O error - %s failed; offset %lld,"
1693                         "size %ld, error %d\n",
1694                     ((bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) ?
1695                         "pagein" : "pageout"),
1696                     (long long)bio->bio_offset,
1697                     (long)bp->b_bcount,
1698                     bp->b_error
1699                 );
1700         }
1701
1702         /*
1703          * set object, raise to splvm().
1704          */
1705         if (bp->b_xio.xio_npages)
1706                 object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
1707         crit_enter();
1708         lwkt_gettoken(&vm_token);
1709
1710         /*
1711          * remove the mapping for kernel virtual
1712          */
1713         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_xio.xio_npages);
1714
1715         /*
1716          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1717          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1718          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1719          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1720          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1721          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1722          */
1723         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
1724                 vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1725
1726                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1727                         /*
1728                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1729                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1730                          * can never be used again.  But I can't from an 
1731                          * interrupt.
1732                          */
1733
1734                         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1735                                 /*
1736                                  * When reading, reqpage needs to stay
1737                                  * locked for the parent, but all other
1738                                  * pages can be freed.  We still want to
1739                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1740                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1741                                  * not match anything ).
1742                                  *
1743                                  * We have to wake specifically requested pages
1744                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1745                                  * someone may be waiting for that.
1746                                  *
1747                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1748                                  * be overridden by the original caller of
1749                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1750                                  *
1751                                  * NOTE: We can't actually free the page from
1752                                  * here, because this is an interrupt.  It
1753                                  * is not legal to mess with object->memq
1754                                  * from an interrupt.  Deactivate the page
1755                                  * instead.
1756                                  */
1757
1758                                 m->valid = 0;
1759                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1760                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1761
1762                                 /*
1763                                  * bio_driver_info holds the requested page
1764                                  * index.
1765                                  */
1766                                 if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1767                                         vm_page_deactivate(m);
1768                                         vm_page_wakeup(m);
1769                                 } else {
1770                                         vm_page_flash(m);
1771                                 }
1772                                 /*
1773                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1774                                  * the page up.  The caller needs to.
1775                                  */
1776                         } else {
1777                                 /*
1778                                  * If a write error occurs remove the swap
1779                                  * assignment (note that PG_SWAPPED may or
1780                                  * may not be set depending on prior activity).
1781                                  *
1782                                  * Re-dirty OBJT_SWAP pages as there is no
1783                                  * other backing store, we can't throw the
1784                                  * page away.
1785                                  *
1786                                  * Non-OBJT_SWAP pages (aka swapcache) must
1787                                  * not be dirtied since they may not have
1788                                  * been dirty in the first place, and they
1789                                  * do have backing store (the vnode).
1790                                  */
1791                                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex,
1792                                                    SWM_FREE);
1793                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
1794                                 if (m->object->type == OBJT_SWAP) {
1795                                         vm_page_dirty(m);
1796                                         vm_page_activate(m);
1797                                 }
1798                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1799                                 vm_page_io_finish(m);
1800                         }
1801                 } else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1802                         /*
1803                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1804                          * overridden by the original caller of getpages so
1805                          * we cannot set them in order to free the underlying
1806                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1807                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1808                          * that existed in the old swapper for a time before
1809                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1810                          *
1811                          * clear PG_ZERO in page.
1812                          *
1813                          * If not the requested page then deactivate it.
1814                          *
1815                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1816                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1817                          * other pages are released (unbusied) by 
1818                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1819                          * valid bits here, it is up to the caller.
1820                          */
1821
1822                         /* 
1823                          * NOTE: can't call pmap_clear_modify(m) from an
1824                          * interrupt thread, the pmap code may have to map
1825                          * non-kernel pmaps and currently asserts the case.
1826                          */
1827                         /*pmap_clear_modify(m);*/
1828                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1829                         vm_page_undirty(m);
1830                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO | PG_SWAPINPROG);
1831                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1832
1833                         /*
1834                          * We have to wake specifically requested pages
1835                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1836                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1837                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1838                          * requested page - getpages expects it to be 
1839                          * left busy.
1840                          *
1841                          * bio_driver_info holds the requested page
1842                          */
1843                         if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1844                                 vm_page_deactivate(m);
1845                                 vm_page_wakeup(m);
1846                         } else {
1847                                 vm_page_flash(m);
1848                         }
1849                 } else {
1850                         /*
1851                          * Mark the page clean but do not mess with the
1852                          * pmap-layer's modified state.  That state should
1853                          * also be clear since the caller protected the
1854                          * page VM_PROT_READ, but allow the case.
1855                          *
1856                          * We are in an interrupt, avoid pmap operations.
1857                          *
1858                          * If we have a severe page deficit, deactivate the
1859                          * page.  Do not try to cache it (which would also
1860                          * involve a pmap op), because the page might still
1861                          * be read-heavy.
1862                          *
1863                          * When using the swap to cache clean vnode pages
1864                          * we do not mess with the page dirty bits.
1865                          */
1866                         if (m->object->type == OBJT_SWAP)
1867                                 vm_page_undirty(m);
1868                         vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1869                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1870                         if (vm_page_count_severe())
1871                                 vm_page_deactivate(m);
1872 #if 0
1873                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1874                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1875 #endif
1876                         vm_page_io_finish(m);
1877                 }
1878         }
1879
1880         /*
1881          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1882          * pip refs on the object.
1883          */
1884
1885         if (object)
1886                 vm_object_pip_wakeup_n(object, bp->b_xio.xio_npages);
1887
1888         /*
1889          * Release the physical I/O buffer.
1890          *
1891          * NOTE: Due to synchronous operations in the write case b_cmd may
1892          *       already be set to BUF_CMD_DONE and BIO_SYNC may have already
1893          *       been cleared.
1894          */
1895         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ)
1896                 nswptr = &nsw_rcount;
1897         else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_SYNC)
1898                 nswptr = &nsw_wcount_sync;
1899         else
1900                 nswptr = &nsw_wcount_async;
1901         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1902         relpbuf(bp, nswptr);
1903         lwkt_reltoken(&vm_token);
1904         crit_exit();
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Fault-in a potentially swapped page and remove the swap reference.
1909  */
1910 static __inline void
1911 swp_pager_fault_page(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1912 {
1913         struct vnode *vp;
1914         vm_page_t m;
1915         int error;
1916
1917         if (object->type == OBJT_VNODE) {
1918                 /*
1919                  * Any swap related to a vnode is due to swapcache.  We must
1920                  * vget() the vnode in case it is not active (otherwise
1921                  * vref() will panic).  Calling vm_object_page_remove() will
1922                  * ensure that any swap ref is removed interlocked with the
1923                  * page.  clean_only is set to TRUE so we don't throw away
1924                  * dirty pages.
1925                  */
1926                 vp = object->handle;
1927                 error = vget(vp, LK_SHARED | LK_RETRY | LK_CANRECURSE);
1928                 if (error == 0) {
1929                         vm_object_page_remove(object, pindex, pindex + 1, TRUE);
1930                         vput(vp);
1931                 }
1932         } else {
1933                 /*
1934                  * Otherwise it is a normal OBJT_SWAP object and we can
1935                  * fault the page in and remove the swap.
1936                  */
1937                 m = vm_fault_object_page(object, IDX_TO_OFF(pindex),
1938                                          VM_PROT_NONE,
1939                                          VM_FAULT_DIRTY | VM_FAULT_UNSWAP,
1940                                          &error);
1941                 if (m)
1942                         vm_page_unhold(m);
1943         }
1944 }
1945
1946 int
1947 swap_pager_swapoff(int devidx)
1948 {
1949         vm_object_t object;
1950         struct swblock *swap;
1951         swblk_t v;
1952         int i;
1953
1954         lwkt_gettoken(&vm_token);
1955         lwkt_gettoken(&vmobj_token);
1956 rescan:
1957         TAILQ_FOREACH(object, &vm_object_list, object_list) {
1958                 if (object->type == OBJT_SWAP || object->type == OBJT_VNODE) {
1959                         RB_FOREACH(swap, swblock_rb_tree, &object->swblock_root) {
1960                                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1961                                         v = swap->swb_pages[i];
1962                                         if (v != SWAPBLK_NONE &&
1963                                             BLK2DEVIDX(v) == devidx) {
1964                                                 swp_pager_fault_page(
1965                                                     object,
1966                                                     swap->swb_index + i);
1967                                                 goto rescan;
1968                                         }
1969                                 }
1970                         }
1971                 }
1972         }
1973         lwkt_reltoken(&vmobj_token);
1974         lwkt_reltoken(&vm_token);
1975
1976         /*
1977          * If we fail to locate all swblocks we just fail gracefully and
1978          * do not bother to restore paging on the swap device.  If the
1979          * user wants to retry the user can retry.
1980          */
1981         if (swdevt[devidx].sw_nused)
1982                 return (1);
1983         else
1984                 return (0);
1985 }
1986
1987 /************************************************************************
1988  *                              SWAP META DATA                          *
1989  ************************************************************************
1990  *
1991  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1992  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1993  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1994  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1995  *
1996  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1997  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1998  *      appropriate tracking counters.
1999  */
2000
2001 /*
2002  * Lookup the swblock containing the specified swap block index.
2003  *
2004  * The caller must hold vm_token.
2005  */
2006 static __inline
2007 struct swblock *
2008 swp_pager_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
2009 {
2010         index &= ~SWAP_META_MASK;
2011         return (RB_LOOKUP(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, index));
2012 }
2013
2014 /*
2015  * Remove a swblock from the RB tree.
2016  *
2017  * The caller must hold vm_token.
2018  */
2019 static __inline
2020 void
2021 swp_pager_remove(vm_object_t object, struct swblock *swap)
2022 {
2023         RB_REMOVE(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Convert default object to swap object if necessary
2028  *
2029  * The caller must hold vm_token.
2030  */
2031 static void
2032 swp_pager_meta_convert(vm_object_t object)
2033 {
2034         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
2035                 object->type = OBJT_SWAP;
2036                 KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2037         }
2038 }
2039
2040 /*
2041  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
2042  *
2043  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
2044  *      object.  Vnode objects do not need to be converted.
2045  *
2046  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
2047  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
2048  *      assigned swapblk is freed.
2049  *
2050  * The caller must hold vm_token.
2051  */
2052 static void
2053 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t index, swblk_t swapblk)
2054 {
2055         struct swblock *swap;
2056         struct swblock *oswap;
2057
2058         KKASSERT(swapblk != SWAPBLK_NONE);
2059
2060         /*
2061          * Convert object if necessary
2062          */
2063         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
2064                 swp_pager_meta_convert(object);
2065         
2066         /*
2067          * Locate swblock.  If not found create, but if we aren't adding
2068          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
2069          * and, since the hash table may have changed, retry.
2070          */
2071 retry:
2072         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2073
2074         if (swap == NULL) {
2075                 int i;
2076
2077                 swap = zalloc(swap_zone);
2078                 if (swap == NULL) {
2079                         vm_wait(0);
2080                         goto retry;
2081                 }
2082                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
2083                 swap->swb_count = 0;
2084
2085                 ++object->swblock_count;
2086
2087                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
2088                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
2089                 oswap = RB_INSERT(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
2090                 KKASSERT(oswap == NULL);
2091         }
2092
2093         /*
2094          * Delete prior contents of metadata
2095          */
2096
2097         index &= SWAP_META_MASK;
2098
2099         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
2100                 swp_pager_freeswapspace(object, swap->swb_pages[index], 1);
2101                 --swap->swb_count;
2102         }
2103
2104         /*
2105          * Enter block into metadata
2106          */
2107         swap->swb_pages[index] = swapblk;
2108         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
2109                 ++swap->swb_count;
2110 }
2111
2112 /*
2113  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
2114  *
2115  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
2116  *      returned to the swap bitmap.
2117  *
2118  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
2119  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
2120  *      with resident pages.
2121  *
2122  * The caller must hold vm_token.
2123  */
2124 static int swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swb, void *data);
2125
2126 static void
2127 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
2128 {
2129         struct swfreeinfo info;
2130
2131         /*
2132          * Nothing to do
2133          */
2134         if (object->swblock_count == 0) {
2135                 KKASSERT(RB_EMPTY(&object->swblock_root));
2136                 return;
2137         }
2138         if (count == 0)
2139                 return;
2140
2141         /*
2142          * Setup for RB tree scan.  Note that the pindex range can be huge
2143          * due to the 64 bit page index space so we cannot safely iterate.
2144          */
2145         info.object = object;
2146         info.basei = index & ~SWAP_META_MASK;
2147         info.begi = index;
2148         info.endi = index + count - 1;
2149         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_scancmp,
2150                                 swp_pager_meta_free_callback, &info);
2151 }
2152
2153 /*
2154  * The caller must hold vm_token.
2155  */
2156 static
2157 int
2158 swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swap, void *data)
2159 {
2160         struct swfreeinfo *info = data;
2161         vm_object_t object = info->object;
2162         int index;
2163         int eindex;
2164
2165         /*
2166          * Figure out the range within the swblock.  The wider scan may
2167          * return edge-case swap blocks when the start and/or end points
2168          * are in the middle of a block.
2169          */
2170         if (swap->swb_index < info->begi)
2171                 index = (int)info->begi & SWAP_META_MASK;
2172         else
2173                 index = 0;
2174
2175         if (swap->swb_index + SWAP_META_PAGES > info->endi)
2176                 eindex = (int)info->endi & SWAP_META_MASK;
2177         else
2178                 eindex = SWAP_META_MASK;
2179
2180         /*
2181          * Scan and free the blocks.  The loop terminates early
2182          * if (swap) runs out of blocks and could be freed.
2183          */
2184         while (index <= eindex) {
2185                 swblk_t v = swap->swb_pages[index];
2186
2187                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2188                         swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2189                         swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2190                         if (--swap->swb_count == 0) {
2191                                 swp_pager_remove(object, swap);
2192                                 zfree(swap_zone, swap);
2193                                 --object->swblock_count;
2194                                 break;
2195                         }
2196                 }
2197                 ++index;
2198         }
2199         /* swap may be invalid here due to zfree above */
2200         return(0);
2201 }
2202
2203 /*
2204  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
2205  *
2206  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
2207  *      an object.
2208  *
2209  * The caller must hold vm_token.
2210  */
2211 static void
2212 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
2213 {
2214         struct swblock *swap;
2215         int i;
2216
2217         while ((swap = RB_ROOT(&object->swblock_root)) != NULL) {
2218                 swp_pager_remove(object, swap);
2219                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2220                         swblk_t v = swap->swb_pages[i];
2221                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
2222                                 --swap->swb_count;
2223                                 swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2224                         }
2225                 }
2226                 if (swap->swb_count != 0)
2227                         panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2228                 zfree(swap_zone, swap);
2229                 --object->swblock_count;
2230         }
2231         KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2232 }
2233
2234 /*
2235  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2236  *
2237  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2238  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2239  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2240  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2241  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
2242  *      meta-data swapblks.
2243  *
2244  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2245  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2246  *
2247  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
2248  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
2249  *      busy page.
2250  *
2251  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2252  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2253  *
2254  * The caller must hold vm_token.
2255  */
2256 static swblk_t
2257 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t index, int flags)
2258 {
2259         struct swblock *swap;
2260         swblk_t r1;
2261
2262         if (object->swblock_count == 0)
2263                 return(SWAPBLK_NONE);
2264
2265         r1 = SWAPBLK_NONE;
2266         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2267
2268         if (swap != NULL) {
2269                 index &= SWAP_META_MASK;
2270                 r1 = swap->swb_pages[index];
2271
2272                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2273                         if (flags & SWM_FREE) {
2274                                 swp_pager_freeswapspace(object, r1, 1);
2275                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2276                         }
2277                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2278                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2279                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2280                                         swp_pager_remove(object, swap);
2281                                         zfree(swap_zone, swap);
2282                                         --object->swblock_count;
2283                                 }
2284                         } 
2285                 }
2286         }
2287         return(r1);
2288 }