93f5bd43129e2d5033b677ef32d44c2e9c4564c1
[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         object = vm_object_allocate_hold(OBJT_DEFAULT,
427                                          OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
428         swp_pager_meta_convert(object);
429         vm_object_drop(object);
430
431         return (object);
432 }
433
434 /*
435  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
436  *
437  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
438  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
439  *      routine is typically called only when the entire object is
440  *      about to be destroyed.
441  *
442  * The object must be locked or unreferenceable.
443  * No other requirements.
444  */
445 static void
446 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
447 {
448         vm_object_hold(object);
449         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
450
451         /*
452          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
453          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
454          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
455          * if paging is still in progress on some objects.
456          */
457         swp_pager_meta_free_all(object);
458         vm_object_drop(object);
459 }
460
461 /************************************************************************
462  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
463  ************************************************************************/
464
465 /*
466  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
467  *
468  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
469  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
470  *      if the allocation failed.
471  *
472  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
473  *      when they configured swap and didn't configure enough.
474  *
475  * The caller must hold the object.
476  * This routine may not block.
477  */
478 static __inline swblk_t
479 swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages)
480 {
481         swblk_t blk;
482
483         lwkt_gettoken(&vm_token);
484         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
485                 if (swap_pager_full != 2) {
486                         kprintf("swap_pager_getswapspace: failed alloc=%d\n",
487                                 npages);
488                         swap_pager_full = 2;
489                         swap_pager_almost_full = 1;
490                 }
491         } else {
492                 swapacctspace(blk, -npages);
493                 if (object->type == OBJT_SWAP)
494                         vm_swap_anon_use += npages;
495                 else
496                         vm_swap_cache_use += npages;
497                 swp_sizecheck();
498         }
499         lwkt_reltoken(&vm_token);
500         return(blk);
501 }
502
503 /*
504  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
505  *
506  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
507  *
508  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
509  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
510  *
511  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
512  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
513  *
514  * This routine may not block.
515  */
516
517 static __inline void
518 swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object, swblk_t blk, int npages)
519 {
520         struct swdevt *sp = &swdevt[BLK2DEVIDX(blk)];
521
522         lwkt_gettoken(&vm_token);
523         sp->sw_nused -= npages;
524         if (object->type == OBJT_SWAP)
525                 vm_swap_anon_use -= npages;
526         else
527                 vm_swap_cache_use -= npages;
528
529         if (sp->sw_flags & SW_CLOSING) {
530                 lwkt_reltoken(&vm_token);
531                 return;
532         }
533
534         blist_free(swapblist, blk, npages);
535         vm_swap_size += npages;
536         swp_sizecheck();
537         lwkt_reltoken(&vm_token);
538 }
539
540 /*
541  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
542  *                              range within an object.
543  *
544  *      This is a globally accessible routine.
545  *
546  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
547  *
548  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
549  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
550  *      we should be ok.
551  *
552  * No requirements.
553  */
554 void
555 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t size)
556 {
557         vm_object_hold(object);
558         swp_pager_meta_free(object, start, size);
559         vm_object_drop(object);
560 }
561
562 /*
563  * No requirements.
564  */
565 void
566 swap_pager_freespace_all(vm_object_t object)
567 {
568         vm_object_hold(object);
569         swp_pager_meta_free_all(object);
570         vm_object_drop(object);
571 }
572
573 /*
574  * This function conditionally frees swap cache swap starting at
575  * (*basei) in the object.  (count) swap blocks will be nominally freed.
576  * The actual number of blocks freed can be more or less than the
577  * requested number.
578  *
579  * This function nominally returns the number of blocks freed.  However,
580  * the actual number of blocks freed may be less then the returned value.
581  * If the function is unable to exhaust the object or if it is able to
582  * free (approximately) the requested number of blocks it returns
583  * a value n > count.
584  *
585  * If we exhaust the object we will return a value n <= count.
586  *
587  * The caller must hold the object.
588  *
589  * WARNING!  If count == 0 then -1 can be returned as a degenerate case,
590  *           callers should always pass a count value > 0.
591  */
592 static int swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data);
593
594 int
595 swap_pager_condfree(vm_object_t object, vm_pindex_t *basei, int count)
596 {
597         struct swfreeinfo info;
598         int n;
599         int t;
600
601         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
602
603         info.object = object;
604         info.basei = *basei;    /* skip up to this page index */
605         info.begi = count;      /* max swap pages to destroy */
606         info.endi = count * 8;  /* max swblocks to scan */
607
608         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_condcmp,
609                                 swap_pager_condfree_callback, &info);
610         *basei = info.basei;
611
612         /*
613          * Take the higher difference swblocks vs pages
614          */
615         n = count - (int)info.begi;
616         t = count * 8 - (int)info.endi;
617         if (n < t)
618                 n = t;
619         if (n < 1)
620                 n = 1;
621         return(n);
622 }
623
624 /*
625  * The idea is to free whole meta-block to avoid fragmenting
626  * the swap space or disk I/O.  We only do this if NO VM pages
627  * are present.
628  *
629  * We do not have to deal with clearing PG_SWAPPED in related VM
630  * pages because there are no related VM pages.
631  *
632  * The caller must hold the object.
633  */
634 static int
635 swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data)
636 {
637         struct swfreeinfo *info = data;
638         vm_object_t object = info->object;
639         int i;
640
641         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
642                 if (vm_page_lookup(object, swap->swb_index + i))
643                         break;
644         }
645         info->basei = swap->swb_index + SWAP_META_PAGES;
646         if (i == SWAP_META_PAGES) {
647                 info->begi -= swap->swb_count;
648                 swap_pager_freespace(object, swap->swb_index, SWAP_META_PAGES);
649         }
650         --info->endi;
651         if ((int)info->begi < 0 || (int)info->endi < 0)
652                 return(-1);
653         lwkt_yield();
654         return(0);
655 }
656
657 /*
658  * Called by vm_page_alloc() when a new VM page is inserted
659  * into a VM object.  Checks whether swap has been assigned to
660  * the page and sets PG_SWAPPED as necessary.
661  *
662  * No requirements.
663  */
664 void
665 swap_pager_page_inserted(vm_page_t m)
666 {
667         if (m->object->swblock_count) {
668                 vm_object_hold(m->object);
669                 if (swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, 0) != SWAPBLK_NONE)
670                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
671                 vm_object_drop(m->object);
672         }
673 }
674
675 /*
676  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
677  *
678  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
679  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
680  *
681  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
682  *
683  * The caller is responsible for avoiding races in the specified range.
684  * No other requirements.
685  */
686 int
687 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
688 {
689         int n = 0;
690         swblk_t blk = SWAPBLK_NONE;
691         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
692
693         vm_object_hold(object);
694
695         while (size) {
696                 if (n == 0) {
697                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
698                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) ==
699                                SWAPBLK_NONE)
700                         {
701                                 n >>= 1;
702                                 if (n == 0) {
703                                         swp_pager_meta_free(object, beg,
704                                                             start - beg);
705                                         vm_object_drop(object);
706                                         return(-1);
707                                 }
708                         }
709                 }
710                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
711                 --size;
712                 ++start;
713                 ++blk;
714                 --n;
715         }
716         swp_pager_meta_free(object, start, n);
717         vm_object_drop(object);
718         return(0);
719 }
720
721 /*
722  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
723  *                      and destroy the source.
724  *
725  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
726  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
727  *      we keep the destination's.
728  *
729  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
730  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
731  *      progress on the source. 
732  *
733  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
734  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
735  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
736  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
737  *
738  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
739  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
740  *
741  *      The source and destination objects must be held by the caller.
742  */
743 void
744 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
745                 vm_pindex_t base_index, int destroysource)
746 {
747         vm_pindex_t i;
748
749         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(srcobject));
750         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(dstobject));
751
752         /*
753          * transfer source to destination.
754          */
755         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
756                 swblk_t dstaddr;
757
758                 /*
759                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
760                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
761                  * if the destination is a resident page, in which case the
762                  * source is thrown away.
763                  */
764                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
765
766                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
767                         /*
768                          * Destination has no swapblk and is not resident,
769                          * copy source.
770                          */
771                         swblk_t srcaddr;
772
773                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(srcobject,
774                                                      base_index + i, SWM_POP);
775
776                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
777                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
778                 } else {
779                         /*
780                          * Destination has valid swapblk or it is represented
781                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
782                          */
783                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, base_index + i, SWM_FREE);
784                 }
785         }
786
787         /*
788          * Free left over swap blocks in source.
789          *
790          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
791          * double-remove the object from the swap queues.
792          */
793         if (destroysource) {
794                 /*
795                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
796                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
797                  * for consistency since we've removed the object from its
798                  * queues.
799                  */
800                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
801                 if (srcobject->type == OBJT_SWAP)
802                         srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
803         }
804 }
805
806 /*
807  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
808  *                              the requested page.
809  *
810  *      We determine whether good backing store exists for the requested
811  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
812  *
813  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
814  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
815  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
816  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
817  *      doing here.
818  *
819  * No requirements.
820  */
821 boolean_t
822 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
823 {
824         swblk_t blk0;
825
826         /*
827          * do we have good backing store at the requested index ?
828          */
829         vm_object_hold(object);
830         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
831
832         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
833                 vm_object_drop(object);
834                 return (FALSE);
835         }
836         vm_object_drop(object);
837         return (TRUE);
838 }
839
840 /*
841  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
842  *
843  * This removes any associated swap backing store, whether valid or
844  * not, from the page.  This operates on any VM object, not just OBJT_SWAP
845  * objects.
846  *
847  * This routine is typically called when a page is made dirty, at
848  * which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
849  * calls us in a special-case situation
850  *
851  * NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
852  * should make the page dirty before calling this routine.  This routine
853  * does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
854  * depends on it.
855  *
856  * The page must be busied or soft-busied.
857  * The caller can hold the object to avoid blocking, else we might block.
858  * No other requirements.
859  */
860 void
861 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
862 {
863         if (m->flags & PG_SWAPPED) {
864                 vm_object_hold(m->object);
865                 KKASSERT(m->flags & PG_SWAPPED);
866                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
867                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
868                 vm_object_drop(m->object);
869         }
870 }
871
872 /*
873  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
874  *
875  * This implements a VM OBJECT strategy function using swap backing store.
876  * This can operate on any VM OBJECT type, not necessarily just OBJT_SWAP
877  * types.
878  *
879  * This is intended to be a cacheless interface (i.e. caching occurs at
880  * higher levels), and is also used as a swap-based SSD cache for vnode
881  * and device objects.
882  *
883  * All I/O goes directly to and from the swap device.
884  *      
885  * We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
886  * the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
887  * sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
888  * But this is swap, so we let it all hang out.
889  *
890  * No requirements.
891  */
892 void
893 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct bio *bio)
894 {
895         struct buf *bp = bio->bio_buf;
896         struct bio *nbio;
897         vm_pindex_t start;
898         vm_pindex_t biox_blkno = 0;
899         int count;
900         char *data;
901         struct bio *biox;
902         struct buf *bufx;
903         struct bio_track *track;
904
905         /*
906          * tracking for swapdev vnode I/Os
907          */
908         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
909                 track = &swapdev_vp->v_track_read;
910         else
911                 track = &swapdev_vp->v_track_write;
912
913         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
914                 bp->b_error = EINVAL;
915                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
916                 biodone(bio);
917                 kprintf("swap_pager_strategy: bp %p offset %lld size %d, "
918                         "not page bounded\n",
919                         bp, (long long)bio->bio_offset, (int)bp->b_bcount);
920                 return;
921         }
922
923         /*
924          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
925          */
926         bp->b_error = 0;
927         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
928         bp->b_resid = bp->b_bcount;
929
930         start = (vm_pindex_t)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
931         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
932         data = bp->b_data;
933
934         /*
935          * Deal with BUF_CMD_FREEBLKS
936          */
937         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_FREEBLKS) {
938                 /*
939                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
940                  *                needed.
941                  */
942                 vm_object_hold(object);
943                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
944                 vm_object_drop(object);
945                 bp->b_resid = 0;
946                 biodone(bio);
947                 return;
948         }
949
950         /*
951          * We need to be able to create a new cluster of I/O's.  We cannot
952          * use the caller fields of the passed bio so push a new one.
953          *
954          * Because nbio is just a placeholder for the cluster links,
955          * we can biodone() the original bio instead of nbio to make
956          * things a bit more efficient.
957          */
958         nbio = push_bio(bio);
959         nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
960         nbio->bio_caller_info1.cluster_head = NULL;
961         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
962
963         biox = NULL;
964         bufx = NULL;
965
966         /*
967          * Execute read or write
968          */
969         vm_object_hold(object);
970
971         while (count > 0) {
972                 swblk_t blk;
973
974                 /*
975                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
976                  * new block and build it into the object.
977                  */
978                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
979                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && bp->b_cmd != BUF_CMD_READ) {
980                         blk = swp_pager_getswapspace(object, 1);
981                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
982                                 bp->b_error = ENOMEM;
983                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
984                                 break;
985                         }
986                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
987                 }
988                         
989                 /*
990                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
991                  *
992                  *      - no swap block at this index
993                  *      - swap block is not contiguous
994                  *      - we cross a physical disk boundry in the
995                  *        stripe.
996                  */
997                 if (
998                     biox && (biox_blkno + btoc(bufx->b_bcount) != blk ||
999                      ((biox_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
1000                     )
1001                 ) {
1002                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1003                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1004                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1005                         } else {
1006                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1007                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1008                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1009                         }
1010
1011                         /*
1012                          * Finished with this buf.
1013                          */
1014                         KKASSERT(bufx->b_bcount != 0);
1015                         if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1016                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1017                         biox = NULL;
1018                         bufx = NULL;
1019                 }
1020
1021                 /*
1022                  * Add new swapblk to biox, instantiating biox if necessary.
1023                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
1024                  */
1025                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1026                         /*
1027                          * We can only get here if we are reading.  Since
1028                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
1029                          * even if chain ops are in progress.
1030                          */
1031                         bzero(data, PAGE_SIZE);
1032                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
1033                 } else {
1034                         if (biox == NULL) {
1035                                 /* XXX chain count > 4, wait to <= 4 */
1036
1037                                 bufx = getpbuf(NULL);
1038                                 biox = &bufx->b_bio1;
1039                                 cluster_append(nbio, bufx);
1040                                 bufx->b_flags |= (bufx->b_flags & B_ORDERED);
1041                                 bufx->b_cmd = bp->b_cmd;
1042                                 biox->bio_done = swap_chain_iodone;
1043                                 biox->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1044                                 biox->bio_caller_info1.cluster_parent = nbio;
1045                                 biox_blkno = blk;
1046                                 bufx->b_bcount = 0;
1047                                 bufx->b_data = data;
1048                         }
1049                         bufx->b_bcount += PAGE_SIZE;
1050                 }
1051                 --count;
1052                 ++start;
1053                 data += PAGE_SIZE;
1054         }
1055
1056         vm_object_drop(object);
1057
1058         /*
1059          *  Flush out last buffer
1060          */
1061         if (biox) {
1062                 if (bufx->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1063                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1064                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1065                 } else {
1066                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1067                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1068                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1069                 }
1070                 KKASSERT(bufx->b_bcount);
1071                 if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1072                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1073                 /* biox, bufx = NULL */
1074         }
1075
1076         /*
1077          * Now initiate all the I/O.  Be careful looping on our chain as
1078          * I/O's may complete while we are still initiating them.
1079          *
1080          * If the request is a 100% sparse read no bios will be present
1081          * and we just biodone() the buffer.
1082          */
1083         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
1084         bufx = nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1085
1086         if (bufx) {
1087                 while (bufx) {
1088                         biox = &bufx->b_bio1;
1089                         BUF_KERNPROC(bufx);
1090                         bufx = bufx->b_cluster_next;
1091                         vn_strategy(swapdev_vp, biox);
1092                 }
1093         } else {
1094                 biodone(bio);
1095         }
1096
1097         /*
1098          * Completion of the cluster will also call biodone_chain(nbio).
1099          * We never call biodone(nbio) so we don't have to worry about
1100          * setting up a bio_done callback.  It's handled in the sub-IO.
1101          */
1102         /**/
1103 }
1104
1105 /*
1106  * biodone callback
1107  *
1108  * No requirements.
1109  */
1110 static void
1111 swap_chain_iodone(struct bio *biox)
1112 {
1113         struct buf **nextp;
1114         struct buf *bufx;       /* chained sub-buffer */
1115         struct bio *nbio;       /* parent nbio with chain glue */
1116         struct buf *bp;         /* original bp associated with nbio */
1117         int chain_empty;
1118
1119         bufx = biox->bio_buf;
1120         nbio = biox->bio_caller_info1.cluster_parent;
1121         bp = nbio->bio_buf;
1122
1123         /*
1124          * Update the original buffer
1125          */
1126         KKASSERT(bp != NULL);
1127         if (bufx->b_flags & B_ERROR) {
1128                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1129                 bp->b_error = bufx->b_error;    /* race ok */
1130         } else if (bufx->b_resid != 0) {
1131                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1132                 bp->b_error = EINVAL;           /* race ok */
1133         } else {
1134                 atomic_subtract_int(&bp->b_resid, bufx->b_bcount);
1135         }
1136
1137         /*
1138          * Remove us from the chain.
1139          */
1140         spin_lock(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1141         nextp = &nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1142         while (*nextp != bufx) {
1143                 KKASSERT(*nextp != NULL);
1144                 nextp = &(*nextp)->b_cluster_next;
1145         }
1146         *nextp = bufx->b_cluster_next;
1147         chain_empty = (nbio->bio_caller_info1.cluster_head == NULL);
1148         spin_unlock(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1149
1150         /*
1151          * Clean up bufx.  If the chain is now empty we finish out
1152          * the parent.  Note that we may be racing other completions
1153          * so we must use the chain_empty status from above.
1154          */
1155         if (chain_empty) {
1156                 if (bp->b_resid != 0 && !(bp->b_flags & B_ERROR)) {
1157                         atomic_set_int(&bp->b_flags, B_ERROR);
1158                         bp->b_error = EINVAL;
1159                 }
1160                 biodone_chain(nbio);
1161         }
1162         relpbuf(bufx, NULL);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring page in from swap
1167  *
1168  * The requested page may have to be brought in from swap.  Calculate the
1169  * swap block and bring in additional pages if possible.  All pages must
1170  * have contiguous swap block assignments and reside in the same object.
1171  *
1172  * The caller has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1173  * calling us and we should return with the same.
1174  *
1175  * The caller has BUSY'd the page.  We should return with (*mpp) left busy,
1176  * and any additinal pages unbusied.
1177  *
1178  * If the caller encounters a PG_RAM page it will pass it to us even though
1179  * it may be valid and dirty.  We cannot overwrite the page in this case!
1180  * The case is used to allow us to issue pure read-aheads.
1181  *
1182  * NOTE! XXX This code does not entirely pipeline yet due to the fact that
1183  *       the PG_RAM page is validated at the same time as mreq.  What we
1184  *       really need to do is issue a separate read-ahead pbuf.
1185  *
1186  * No requirements.
1187  */
1188 static int
1189 swap_pager_getpage(vm_object_t object, vm_page_t *mpp, int seqaccess)
1190 {
1191         struct buf *bp;
1192         struct bio *bio;
1193         vm_page_t mreq;
1194         vm_page_t m;
1195         vm_offset_t kva;
1196         swblk_t blk;
1197         int i;
1198         int j;
1199         int raonly;
1200         int error;
1201         u_int32_t flags;
1202         vm_page_t marray[XIO_INTERNAL_PAGES];
1203
1204         mreq = *mpp;
1205
1206         vm_object_hold(object);
1207         if (mreq->object != object) {
1208                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1209                     object, 
1210                     mreq->object
1211                 );
1212         }
1213
1214         /*
1215          * We don't want to overwrite a fully valid page as it might be
1216          * dirty.  This case can occur when e.g. vm_fault hits a perfectly
1217          * valid page with PG_RAM set.
1218          *
1219          * In this case we see if the next page is a suitable page-in
1220          * candidate and if it is we issue read-ahead.  PG_RAM will be
1221          * set on the last page of the read-ahead to continue the pipeline.
1222          */
1223         if (mreq->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1224                 if (swap_burst_read == 0 || mreq->pindex + 1 >= object->size) {
1225                         vm_object_drop(object);
1226                         return(VM_PAGER_OK);
1227                 }
1228                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + 1, 0);
1229                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1230                         vm_object_drop(object);
1231                         return(VM_PAGER_OK);
1232                 }
1233                 m = vm_page_lookup_busy_try(object, mreq->pindex + 1,
1234                                             TRUE, &error);
1235                 if (error) {
1236                         vm_object_drop(object);
1237                         return(VM_PAGER_OK);
1238                 } else if (m == NULL) {
1239                         /*
1240                          * Use VM_ALLOC_QUICK to avoid blocking on cache
1241                          * page reuse.
1242                          */
1243                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + 1,
1244                                           VM_ALLOC_QUICK);
1245                         if (m == NULL) {
1246                                 vm_object_drop(object);
1247                                 return(VM_PAGER_OK);
1248                         }
1249                 } else {
1250                         if (m->valid) {
1251                                 vm_page_wakeup(m);
1252                                 vm_object_drop(object);
1253                                 return(VM_PAGER_OK);
1254                         }
1255                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1256                 }
1257                 /* page is busy */
1258                 mreq = m;
1259                 raonly = 1;
1260         } else {
1261                 raonly = 0;
1262         }
1263
1264         /*
1265          * Try to block-read contiguous pages from swap if sequential,
1266          * otherwise just read one page.  Contiguous pages from swap must
1267          * reside within a single device stripe because the I/O cannot be
1268          * broken up across multiple stripes.
1269          *
1270          * Note that blk and iblk can be SWAPBLK_NONE but the loop is
1271          * set up such that the case(s) are handled implicitly.
1272          */
1273         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1274         marray[0] = mreq;
1275
1276         for (i = 1; swap_burst_read &&
1277                     i < XIO_INTERNAL_PAGES &&
1278                     mreq->pindex + i < object->size; ++i) {
1279                 swblk_t iblk;
1280
1281                 iblk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + i, 0);
1282                 if (iblk != blk + i)
1283                         break;
1284                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1285                         break;
1286                 m = vm_page_lookup_busy_try(object, mreq->pindex + i,
1287                                             TRUE, &error);
1288                 if (error) {
1289                         break;
1290                 } else if (m == NULL) {
1291                         /*
1292                          * Use VM_ALLOC_QUICK to avoid blocking on cache
1293                          * page reuse.
1294                          */
1295                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + i,
1296                                           VM_ALLOC_QUICK);
1297                         if (m == NULL)
1298                                 break;
1299                 } else {
1300                         if (m->valid) {
1301                                 vm_page_wakeup(m);
1302                                 break;
1303                         }
1304                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1305                 }
1306                 /* page is busy */
1307                 marray[i] = m;
1308         }
1309         if (i > 1)
1310                 vm_page_flag_set(marray[i - 1], PG_RAM);
1311
1312         /*
1313          * If mreq is the requested page and we have nothing to do return
1314          * VM_PAGER_FAIL.  If raonly is set mreq is just another read-ahead
1315          * page and must be cleaned up.
1316          */
1317         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1318                 KKASSERT(i == 1);
1319                 if (raonly) {
1320                         vnode_pager_freepage(mreq);
1321                         vm_object_drop(object);
1322                         return(VM_PAGER_OK);
1323                 } else {
1324                         vm_object_drop(object);
1325                         return(VM_PAGER_FAIL);
1326                 }
1327         }
1328
1329         /*
1330          * map our page(s) into kva for input
1331          */
1332         bp = getpbuf_kva(&nsw_rcount);
1333         bio = &bp->b_bio1;
1334         kva = (vm_offset_t) bp->b_kvabase;
1335         bcopy(marray, bp->b_xio.xio_pages, i * sizeof(vm_page_t));
1336         pmap_qenter(kva, bp->b_xio.xio_pages, i);
1337
1338         bp->b_data = (caddr_t)kva;
1339         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * i;
1340         bp->b_xio.xio_npages = i;
1341         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1342         bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1343         bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_READ;
1344
1345         /*
1346          * Set index.  If raonly set the index beyond the array so all
1347          * the pages are treated the same, otherwise the original mreq is
1348          * at index 0.
1349          */
1350         if (raonly)
1351                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)i;
1352         else
1353                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)0;
1354
1355         for (j = 0; j < i; ++j)
1356                 vm_page_flag_set(bp->b_xio.xio_pages[j], PG_SWAPINPROG);
1357
1358         mycpu->gd_cnt.v_swapin++;
1359         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += bp->b_xio.xio_npages;
1360
1361         /*
1362          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1363          * does not remove it.
1364          */
1365         vm_object_pip_add(object, bp->b_xio.xio_npages);
1366
1367         /*
1368          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1369          * this point because we automatically release it on completion.
1370          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1371          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1372          *
1373          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1374          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1375          */
1376         bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
1377         BUF_KERNPROC(bp);
1378         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1379
1380         /*
1381          * Wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1382          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1383          * is set in the meta-data.
1384          *
1385          * If this is a read-ahead only we return immediately without
1386          * waiting for I/O.
1387          */
1388         if (raonly) {
1389                 vm_object_drop(object);
1390                 return(VM_PAGER_OK);
1391         }
1392
1393         /*
1394          * Read-ahead includes originally requested page case.
1395          */
1396         for (;;) {
1397                 flags = mreq->flags;
1398                 cpu_ccfence();
1399                 if ((flags & PG_SWAPINPROG) == 0)
1400                         break;
1401                 tsleep_interlock(mreq, 0);
1402                 if (!atomic_cmpset_int(&mreq->flags, flags,
1403                                        flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1404                         continue;
1405                 }
1406                 mycpu->gd_cnt.v_intrans++;
1407                 if (tsleep(mreq, PINTERLOCKED, "swread", hz*20)) {
1408                         kprintf(
1409                             "swap_pager: indefinite wait buffer: "
1410                                 " offset: %lld, size: %ld\n",
1411                             (long long)bio->bio_offset,
1412                             (long)bp->b_bcount
1413                         );
1414                 }
1415         }
1416
1417         /*
1418          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1419          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1420          * not be valid.
1421          */
1422         vm_object_drop(object);
1423         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1424                 return(VM_PAGER_ERROR);
1425         else
1426                 return(VM_PAGER_OK);
1427
1428         /*
1429          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1430          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1431          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1432          * to all-zero's later.
1433          */
1434 }
1435
1436 /*
1437  *      swap_pager_putpages: 
1438  *
1439  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1440  *
1441  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1442  *      are automatically converted to SWAP objects.
1443  *
1444  *      In a low memory situation we may block in vn_strategy(), but the new 
1445  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1446  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1447  *      which needs work.
1448  *
1449  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1450  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1451  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1452  *      completion.
1453  *
1454  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1455  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1456  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1457  *
1458  * No requirements.
1459  */
1460 void
1461 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1462                     boolean_t sync, int *rtvals)
1463 {
1464         int i;
1465         int n = 0;
1466
1467         vm_object_hold(object);
1468
1469         if (count && m[0]->object != object) {
1470                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1471                     object, 
1472                     m[0]->object
1473                 );
1474         }
1475
1476         /*
1477          * Step 1
1478          *
1479          * Turn object into OBJT_SWAP
1480          * check for bogus sysops
1481          * force sync if not pageout process
1482          */
1483         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
1484                 if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1485                         swp_pager_meta_convert(object);
1486         }
1487
1488         if (curthread != pagethread)
1489                 sync = TRUE;
1490
1491         /*
1492          * Step 2
1493          *
1494          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1495          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1496          */
1497
1498         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1499                 int n;
1500
1501                 /*
1502                  * limit range
1503                  */
1504                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1505                         n = nswbuf / 2;
1506                 if (n < 1)
1507                         n = 1;
1508                 swap_async_max = n;
1509
1510                 /*
1511                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1512                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1513                  * at this time.
1514                  *
1515                  * vm_token needed for nsw_wcount sleep interlock
1516                  */
1517                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1518                 n -= nsw_wcount_async_max;
1519                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1520                         nsw_wcount_async += n;
1521                         nsw_wcount_async_max += n;
1522                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1523                 }
1524                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1525         }
1526
1527         /*
1528          * Step 3
1529          *
1530          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1531          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1532          * successfully.
1533          */
1534
1535         for (i = 0; i < count; i += n) {
1536                 struct buf *bp;
1537                 struct bio *bio;
1538                 swblk_t blk;
1539                 int j;
1540
1541                 /*
1542                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1543                  */
1544
1545                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1546                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1547
1548                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1549
1550                 /*
1551                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1552                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1553                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1554                  * fragment swap.
1555                  */
1556                 while (
1557                     (blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) == SWAPBLK_NONE &&
1558                     n > 4
1559                 ) {
1560                         n >>= 1;
1561                 }
1562                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1563                         for (j = 0; j < n; ++j)
1564                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1565                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1566                         continue;
1567                 }
1568
1569                 /*
1570                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1571                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1572                  * at splvm().
1573                  */
1574                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1575                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1576                         swp_pager_freeswapspace(object, blk + j, n - j);
1577                         n = j;
1578                 }
1579
1580                 /*
1581                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1582                  * request and assign the swap space.
1583                  */
1584                 if (sync == TRUE)
1585                         bp = getpbuf_kva(&nsw_wcount_sync);
1586                 else
1587                         bp = getpbuf_kva(&nsw_wcount_async);
1588                 bio = &bp->b_bio1;
1589
1590                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1591
1592                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1593
1594                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1595                 bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1596
1597                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1598                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1599
1600                         swp_pager_meta_build(mreq->object, mreq->pindex,
1601                                              blk + j);
1602                         if (object->type == OBJT_SWAP)
1603                                 vm_page_dirty(mreq);
1604                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1605
1606                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1607                         bp->b_xio.xio_pages[j] = mreq;
1608                 }
1609                 bp->b_xio.xio_npages = n;
1610
1611                 mycpu->gd_cnt.v_swapout++;
1612                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += bp->b_xio.xio_npages;
1613
1614                 bp->b_dirtyoff = 0;             /* req'd for NFS */
1615                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;  /* req'd for NFS */
1616                 bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1617                 bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_WRITE;
1618
1619                 /*
1620                  * asynchronous
1621                  */
1622                 if (sync == FALSE) {
1623                         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1624                         BUF_KERNPROC(bp);
1625                         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1626
1627                         for (j = 0; j < n; ++j)
1628                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1629                         continue;
1630                 }
1631
1632                 /*
1633                  * Issue synchrnously.
1634                  *
1635                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1636                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1637                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1638                  * double-free.
1639                  */
1640                 bio->bio_caller_info1.index |= SWBIO_SYNC;
1641                 bio->bio_done = biodone_sync;
1642                 bio->bio_flags |= BIO_SYNC;
1643                 vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1644                 biowait(bio, "swwrt");
1645
1646                 for (j = 0; j < n; ++j)
1647                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1648
1649                 /*
1650                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1651                  * normal async completion, which frees everything up.
1652                  */
1653                 swp_pager_async_iodone(bio);
1654         }
1655         vm_object_drop(object);
1656 }
1657
1658 /*
1659  * No requirements.
1660  */
1661 void
1662 swap_pager_newswap(void)
1663 {
1664         swp_sizecheck();
1665 }
1666
1667 /*
1668  *      swp_pager_async_iodone:
1669  *
1670  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1671  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1672  *
1673  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1674  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1675  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1676  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1677  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1678  *
1679  *      This routine may not block.
1680  *
1681  * No requirements.
1682  */
1683 static void
1684 swp_pager_async_iodone(struct bio *bio)
1685 {
1686         struct buf *bp = bio->bio_buf;
1687         vm_object_t object = NULL;
1688         int i;
1689         int *nswptr;
1690
1691         /*
1692          * report error
1693          */
1694         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1695                 kprintf(
1696                     "swap_pager: I/O error - %s failed; offset %lld,"
1697                         "size %ld, error %d\n",
1698                     ((bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) ?
1699                         "pagein" : "pageout"),
1700                     (long long)bio->bio_offset,
1701                     (long)bp->b_bcount,
1702                     bp->b_error
1703                 );
1704         }
1705
1706         /*
1707          * set object, raise to splvm().
1708          */
1709         if (bp->b_xio.xio_npages)
1710                 object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
1711
1712         /*
1713          * remove the mapping for kernel virtual
1714          */
1715         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_xio.xio_npages);
1716
1717         /*
1718          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1719          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1720          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1721          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1722          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1723          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1724          */
1725         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
1726                 vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1727
1728                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1729                         /*
1730                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1731                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1732                          * can never be used again.  But I can't from an 
1733                          * interrupt.
1734                          */
1735
1736                         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1737                                 /*
1738                                  * When reading, reqpage needs to stay
1739                                  * locked for the parent, but all other
1740                                  * pages can be freed.  We still want to
1741                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1742                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1743                                  * not match anything ).
1744                                  *
1745                                  * We have to wake specifically requested pages
1746                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1747                                  * someone may be waiting for that.
1748                                  *
1749                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1750                                  * be overridden by the original caller of
1751                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1752                                  *
1753                                  * NOTE: We can't actually free the page from
1754                                  * here, because this is an interrupt.  It
1755                                  * is not legal to mess with object->memq
1756                                  * from an interrupt.  Deactivate the page
1757                                  * instead.
1758                                  */
1759
1760                                 m->valid = 0;
1761                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1762                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1763
1764                                 /*
1765                                  * bio_driver_info holds the requested page
1766                                  * index.
1767                                  */
1768                                 if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1769                                         vm_page_deactivate(m);
1770                                         vm_page_wakeup(m);
1771                                 } else {
1772                                         vm_page_flash(m);
1773                                 }
1774                                 /*
1775                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1776                                  * the page up.  The caller needs to.
1777                                  */
1778                         } else {
1779                                 /*
1780                                  * If a write error occurs remove the swap
1781                                  * assignment (note that PG_SWAPPED may or
1782                                  * may not be set depending on prior activity).
1783                                  *
1784                                  * Re-dirty OBJT_SWAP pages as there is no
1785                                  * other backing store, we can't throw the
1786                                  * page away.
1787                                  *
1788                                  * Non-OBJT_SWAP pages (aka swapcache) must
1789                                  * not be dirtied since they may not have
1790                                  * been dirty in the first place, and they
1791                                  * do have backing store (the vnode).
1792                                  */
1793                                 vm_page_busy_wait(m, FALSE, "swadpg");
1794                                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex,
1795                                                    SWM_FREE);
1796                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
1797                                 if (m->object->type == OBJT_SWAP) {
1798                                         vm_page_dirty(m);
1799                                         vm_page_activate(m);
1800                                 }
1801                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1802                                 vm_page_io_finish(m);
1803                                 vm_page_wakeup(m);
1804                         }
1805                 } else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1806                         /*
1807                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1808                          * overridden by the original caller of getpages so
1809                          * we cannot set them in order to free the underlying
1810                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1811                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1812                          * that existed in the old swapper for a time before
1813                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1814                          *
1815                          * clear PG_ZERO in page.
1816                          *
1817                          * If not the requested page then deactivate it.
1818                          *
1819                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1820                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1821                          * other pages are released (unbusied) by 
1822                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1823                          * valid bits here, it is up to the caller.
1824                          */
1825
1826                         /* 
1827                          * NOTE: can't call pmap_clear_modify(m) from an
1828                          * interrupt thread, the pmap code may have to map
1829                          * non-kernel pmaps and currently asserts the case.
1830                          */
1831                         /*pmap_clear_modify(m);*/
1832                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1833                         vm_page_undirty(m);
1834                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO | PG_SWAPINPROG);
1835                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1836
1837                         /*
1838                          * We have to wake specifically requested pages
1839                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1840                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1841                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1842                          * requested page - getpages expects it to be 
1843                          * left busy.
1844                          *
1845                          * bio_driver_info holds the requested page
1846                          */
1847                         if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1848                                 vm_page_deactivate(m);
1849                                 vm_page_wakeup(m);
1850                         } else {
1851                                 vm_page_flash(m);
1852                         }
1853                 } else {
1854                         /*
1855                          * Mark the page clean but do not mess with the
1856                          * pmap-layer's modified state.  That state should
1857                          * also be clear since the caller protected the
1858                          * page VM_PROT_READ, but allow the case.
1859                          *
1860                          * We are in an interrupt, avoid pmap operations.
1861                          *
1862                          * If we have a severe page deficit, deactivate the
1863                          * page.  Do not try to cache it (which would also
1864                          * involve a pmap op), because the page might still
1865                          * be read-heavy.
1866                          *
1867                          * When using the swap to cache clean vnode pages
1868                          * we do not mess with the page dirty bits.
1869                          */
1870                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "swadpg");
1871                         if (m->object->type == OBJT_SWAP)
1872                                 vm_page_undirty(m);
1873                         vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1874                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1875                         if (vm_page_count_severe())
1876                                 vm_page_deactivate(m);
1877 #if 0
1878                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1879                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1880 #endif
1881                         vm_page_io_finish(m);
1882                         vm_page_wakeup(m);
1883                 }
1884         }
1885
1886         /*
1887          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1888          * pip refs on the object.
1889          */
1890
1891         if (object)
1892                 vm_object_pip_wakeup_n(object, bp->b_xio.xio_npages);
1893
1894         /*
1895          * Release the physical I/O buffer.
1896          *
1897          * NOTE: Due to synchronous operations in the write case b_cmd may
1898          *       already be set to BUF_CMD_DONE and BIO_SYNC may have already
1899          *       been cleared.
1900          *
1901          * Use vm_token to interlock nsw_rcount/wcount wakeup?
1902          */
1903         lwkt_gettoken(&vm_token);
1904         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ)
1905                 nswptr = &nsw_rcount;
1906         else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_SYNC)
1907                 nswptr = &nsw_wcount_sync;
1908         else
1909                 nswptr = &nsw_wcount_async;
1910         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1911         relpbuf(bp, nswptr);
1912         lwkt_reltoken(&vm_token);
1913 }
1914
1915 /*
1916  * Fault-in a potentially swapped page and remove the swap reference.
1917  *
1918  * object must be held.
1919  */
1920 static __inline void
1921 swp_pager_fault_page(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1922 {
1923         struct vnode *vp;
1924         vm_page_t m;
1925         int error;
1926
1927         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1928
1929         if (object->type == OBJT_VNODE) {
1930                 /*
1931                  * Any swap related to a vnode is due to swapcache.  We must
1932                  * vget() the vnode in case it is not active (otherwise
1933                  * vref() will panic).  Calling vm_object_page_remove() will
1934                  * ensure that any swap ref is removed interlocked with the
1935                  * page.  clean_only is set to TRUE so we don't throw away
1936                  * dirty pages.
1937                  */
1938                 vp = object->handle;
1939                 error = vget(vp, LK_SHARED | LK_RETRY | LK_CANRECURSE);
1940                 if (error == 0) {
1941                         vm_object_page_remove(object, pindex, pindex + 1, TRUE);
1942                         vput(vp);
1943                 }
1944         } else {
1945                 /*
1946                  * Otherwise it is a normal OBJT_SWAP object and we can
1947                  * fault the page in and remove the swap.
1948                  */
1949                 m = vm_fault_object_page(object, IDX_TO_OFF(pindex),
1950                                          VM_PROT_NONE,
1951                                          VM_FAULT_DIRTY | VM_FAULT_UNSWAP,
1952                                          &error);
1953                 if (m)
1954                         vm_page_unhold(m);
1955         }
1956 }
1957
1958 int
1959 swap_pager_swapoff(int devidx)
1960 {
1961         vm_object_t object;
1962         struct swblock *swap;
1963         swblk_t v;
1964         int i;
1965
1966         lwkt_gettoken(&vmobj_token);
1967 rescan:
1968         TAILQ_FOREACH(object, &vm_object_list, object_list) {
1969                 if (object->type != OBJT_SWAP && object->type != OBJT_VNODE)
1970                         continue;
1971                 vm_object_hold(object);
1972                 if (object->type == OBJT_SWAP || object->type == OBJT_VNODE) {
1973                         RB_FOREACH(swap,
1974                                    swblock_rb_tree, &object->swblock_root) {
1975                                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1976                                         v = swap->swb_pages[i];
1977                                         if (v != SWAPBLK_NONE &&
1978                                             BLK2DEVIDX(v) == devidx) {
1979                                                 swp_pager_fault_page(
1980                                                     object,
1981                                                     swap->swb_index + i);
1982                                                 vm_object_drop(object);
1983                                                 goto rescan;
1984                                         }
1985                                 }
1986                         }
1987                 }
1988                 vm_object_drop(object);
1989         }
1990         lwkt_reltoken(&vmobj_token);
1991
1992         /*
1993          * If we fail to locate all swblocks we just fail gracefully and
1994          * do not bother to restore paging on the swap device.  If the
1995          * user wants to retry the user can retry.
1996          */
1997         if (swdevt[devidx].sw_nused)
1998                 return (1);
1999         else
2000                 return (0);
2001 }
2002
2003 /************************************************************************
2004  *                              SWAP META DATA                          *
2005  ************************************************************************
2006  *
2007  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
2008  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
2009  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
2010  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
2011  *
2012  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
2013  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
2014  *      appropriate tracking counters.
2015  */
2016
2017 /*
2018  * Lookup the swblock containing the specified swap block index.
2019  *
2020  * The caller must hold the object.
2021  */
2022 static __inline
2023 struct swblock *
2024 swp_pager_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
2025 {
2026         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2027         index &= ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
2028         return (RB_LOOKUP(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, index));
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Remove a swblock from the RB tree.
2033  *
2034  * The caller must hold the object.
2035  */
2036 static __inline
2037 void
2038 swp_pager_remove(vm_object_t object, struct swblock *swap)
2039 {
2040         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2041         RB_REMOVE(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * Convert default object to swap object if necessary
2046  *
2047  * The caller must hold the object.
2048  */
2049 static void
2050 swp_pager_meta_convert(vm_object_t object)
2051 {
2052         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
2053                 object->type = OBJT_SWAP;
2054                 KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2055         }
2056 }
2057
2058 /*
2059  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
2060  *
2061  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
2062  *      object.  Vnode objects do not need to be converted.
2063  *
2064  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
2065  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
2066  *      assigned swapblk is freed.
2067  *
2068  * The caller must hold the object.
2069  */
2070 static void
2071 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t index, swblk_t swapblk)
2072 {
2073         struct swblock *swap;
2074         struct swblock *oswap;
2075         vm_pindex_t v;
2076
2077         KKASSERT(swapblk != SWAPBLK_NONE);
2078         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2079
2080         /*
2081          * Convert object if necessary
2082          */
2083         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
2084                 swp_pager_meta_convert(object);
2085         
2086         /*
2087          * Locate swblock.  If not found create, but if we aren't adding
2088          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
2089          * and, since the hash table may have changed, retry.
2090          */
2091 retry:
2092         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2093
2094         if (swap == NULL) {
2095                 int i;
2096
2097                 swap = zalloc(swap_zone);
2098                 if (swap == NULL) {
2099                         vm_wait(0);
2100                         goto retry;
2101                 }
2102                 swap->swb_index = index & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
2103                 swap->swb_count = 0;
2104
2105                 ++object->swblock_count;
2106
2107                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
2108                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
2109                 oswap = RB_INSERT(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
2110                 KKASSERT(oswap == NULL);
2111         }
2112
2113         /*
2114          * Delete prior contents of metadata.
2115          *
2116          * NOTE: Decrement swb_count after the freeing operation (which
2117          *       might block) to prevent racing destruction of the swblock.
2118          */
2119         index &= SWAP_META_MASK;
2120
2121         while ((v = swap->swb_pages[index]) != SWAPBLK_NONE) {
2122                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2123                 /* can block */
2124                 swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2125                 --swap->swb_count;
2126         }
2127
2128         /*
2129          * Enter block into metadata
2130          */
2131         swap->swb_pages[index] = swapblk;
2132         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
2133                 ++swap->swb_count;
2134 }
2135
2136 /*
2137  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
2138  *
2139  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
2140  *      returned to the swap bitmap.
2141  *
2142  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
2143  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
2144  *      with resident pages.
2145  *
2146  * The caller must hold the object.
2147  */
2148 static int swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swb, void *data);
2149
2150 static void
2151 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
2152 {
2153         struct swfreeinfo info;
2154
2155         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2156
2157         /*
2158          * Nothing to do
2159          */
2160         if (object->swblock_count == 0) {
2161                 KKASSERT(RB_EMPTY(&object->swblock_root));
2162                 return;
2163         }
2164         if (count == 0)
2165                 return;
2166
2167         /*
2168          * Setup for RB tree scan.  Note that the pindex range can be huge
2169          * due to the 64 bit page index space so we cannot safely iterate.
2170          */
2171         info.object = object;
2172         info.basei = index & ~(vm_pindex_t)SWAP_META_MASK;
2173         info.begi = index;
2174         info.endi = index + count - 1;
2175         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_scancmp,
2176                                 swp_pager_meta_free_callback, &info);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * The caller must hold the object.
2181  */
2182 static
2183 int
2184 swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swap, void *data)
2185 {
2186         struct swfreeinfo *info = data;
2187         vm_object_t object = info->object;
2188         int index;
2189         int eindex;
2190
2191         /*
2192          * Figure out the range within the swblock.  The wider scan may
2193          * return edge-case swap blocks when the start and/or end points
2194          * are in the middle of a block.
2195          */
2196         if (swap->swb_index < info->begi)
2197                 index = (int)info->begi & SWAP_META_MASK;
2198         else
2199                 index = 0;
2200
2201         if (swap->swb_index + SWAP_META_PAGES > info->endi)
2202                 eindex = (int)info->endi & SWAP_META_MASK;
2203         else
2204                 eindex = SWAP_META_MASK;
2205
2206         /*
2207          * Scan and free the blocks.  The loop terminates early
2208          * if (swap) runs out of blocks and could be freed.
2209          *
2210          * NOTE: Decrement swb_count after swp_pager_freeswapspace()
2211          *       to deal with a zfree race.
2212          */
2213         while (index <= eindex) {
2214                 swblk_t v = swap->swb_pages[index];
2215
2216                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2217                         swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2218                         /* can block */
2219                         swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2220                         if (--swap->swb_count == 0) {
2221                                 swp_pager_remove(object, swap);
2222                                 zfree(swap_zone, swap);
2223                                 --object->swblock_count;
2224                                 break;
2225                         }
2226                 }
2227                 ++index;
2228         }
2229         /* swap may be invalid here due to zfree above */
2230         return(0);
2231 }
2232
2233 /*
2234  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
2235  *
2236  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
2237  *      an object.
2238  *
2239  * NOTE: Decrement swb_count after the freeing operation (which
2240  *       might block) to prevent racing destruction of the swblock.
2241  *
2242  * The caller must hold the object.
2243  */
2244 static void
2245 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
2246 {
2247         struct swblock *swap;
2248         int i;
2249
2250         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2251
2252         while ((swap = RB_ROOT(&object->swblock_root)) != NULL) {
2253                 swp_pager_remove(object, swap);
2254                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2255                         swblk_t v = swap->swb_pages[i];
2256                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
2257                                 /* can block */
2258                                 swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2259                                 --swap->swb_count;
2260                         }
2261                 }
2262                 if (swap->swb_count != 0)
2263                         panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2264                 zfree(swap_zone, swap);
2265                 --object->swblock_count;
2266         }
2267         KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2268 }
2269
2270 /*
2271  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2272  *
2273  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2274  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2275  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2276  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2277  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
2278  *      meta-data swapblks.
2279  *
2280  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2281  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2282  *
2283  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
2284  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
2285  *      busy page.
2286  *
2287  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2288  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2289  *
2290  * The caller must hold the object.
2291  */
2292 static swblk_t
2293 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t index, int flags)
2294 {
2295         struct swblock *swap;
2296         swblk_t r1;
2297
2298         if (object->swblock_count == 0)
2299                 return(SWAPBLK_NONE);
2300
2301         r1 = SWAPBLK_NONE;
2302         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2303
2304         if (swap != NULL) {
2305                 index &= SWAP_META_MASK;
2306                 r1 = swap->swb_pages[index];
2307
2308                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2309                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2310                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2311                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2312                                         swp_pager_remove(object, swap);
2313                                         zfree(swap_zone, swap);
2314                                         --object->swblock_count;
2315                                 }
2316                         } 
2317                         /* swap ptr may be invalid */
2318                         if (flags & SWM_FREE) {
2319                                 swp_pager_freeswapspace(object, r1, 1);
2320                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2321                         }
2322                 }
2323                 /* swap ptr may be invalid */
2324         }
2325         return(r1);
2326 }