Initial import from FreeBSD RELENG_4:
[dragonfly.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1991, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.  
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *
67  * $FreeBSD: src/sys/vm/swap_pager.c,v 1.130.2.12 2002/08/31 21:15:55 dillon Exp $
68  */
69
70 #include <sys/param.h>
71 #include <sys/systm.h>
72 #include <sys/conf.h>
73 #include <sys/kernel.h>
74 #include <sys/proc.h>
75 #include <sys/buf.h>
76 #include <sys/vnode.h>
77 #include <sys/malloc.h>
78 #include <sys/vmmeter.h>
79 #include <sys/sysctl.h>
80 #include <sys/blist.h>
81 #include <sys/lock.h>
82 #include <sys/vmmeter.h>
83
84 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
85 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
86 #endif
87
88 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
89
90 #include "opt_swap.h"
91 #include <vm/vm.h>
92 #include <vm/vm_object.h>
93 #include <vm/vm_page.h>
94 #include <vm/vm_pager.h>
95 #include <vm/vm_pageout.h>
96 #include <vm/swap_pager.h>
97 #include <vm/vm_extern.h>
98 #include <vm/vm_zone.h>
99
100 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
101 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
102
103 /*
104  * vm_swap_size is in page-sized chunks now.  It was DEV_BSIZE'd chunks
105  * in the old system.
106  */
107
108 extern int vm_swap_size;        /* number of free swap blocks, in pages */
109
110 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
111 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
112 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
113 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
114 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
115 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
116 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
117 static int sw_alloc_interlock;  /* swap pager allocation interlock      */
118
119 struct blist *swapblist;
120 static struct swblock **swhash;
121 static int swhash_mask;
122 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
123
124 extern struct vnode *swapdev_vp;        /* from vm_swap.c */
125
126 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
127         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
128
129 /*
130  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
131  * of searching a named list by hashing it just a little.
132  */
133
134 #define NOBJLISTS               8
135
136 #define NOBJLIST(handle)        \
137         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
138
139 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
140 struct pagerlst         swap_pager_un_object_list;
141 vm_zone_t               swap_zone;
142
143 /*
144  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
145  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
146  * (see vm/swap_pager.h).
147  */
148
149 static vm_object_t
150                 swap_pager_alloc __P((void *handle, vm_ooffset_t size,
151                                       vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset));
152 static void     swap_pager_dealloc __P((vm_object_t object));
153 static int      swap_pager_getpages __P((vm_object_t, vm_page_t *, int, int));
154 static void     swap_pager_init __P((void));
155 static void     swap_pager_unswapped __P((vm_page_t));
156 static void     swap_pager_strategy __P((vm_object_t, struct buf *));
157
158 struct pagerops swappagerops = {
159         swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
160         swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
161         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
162         swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
163         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
164         swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
165         swap_pager_unswapped,   /* remove swap related to page          */
166         swap_pager_strategy     /* pager strategy call                  */
167 };
168
169 /*
170  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
171  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
172  *
173  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
174  * internal.
175  */
176
177 int dmmax;
178 static int dmmax_mask;
179 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
180 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
181
182 static __inline void    swp_sizecheck __P((void));
183 static void     swp_pager_sync_iodone __P((struct buf *bp));
184 static void     swp_pager_async_iodone __P((struct buf *bp));
185
186 /*
187  * Swap bitmap functions
188  */
189
190 static __inline void    swp_pager_freeswapspace __P((daddr_t blk, int npages));
191 static __inline daddr_t swp_pager_getswapspace __P((int npages));
192
193 /*
194  * Metadata functions
195  */
196
197 static void swp_pager_meta_build __P((vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t));
198 static void swp_pager_meta_free __P((vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t));
199 static void swp_pager_meta_free_all __P((vm_object_t));
200 static daddr_t swp_pager_meta_ctl __P((vm_object_t, vm_pindex_t, int));
201
202 /*
203  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
204  *      
205  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
206  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
207  *
208  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
209  *
210  *      No restrictions on call
211  *      This routine may not block.
212  *      This routine must be called at splvm()
213  */
214
215 static __inline void
216 swp_sizecheck()
217 {
218         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
219                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
220                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
221                         swap_pager_almost_full = 1;
222                 }
223         } else {
224                 swap_pager_full = 0;
225                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
226                         swap_pager_almost_full = 0;
227         }
228 }
229
230 /*
231  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
232  *
233  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
234  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
235  *      system has yet to be initialized at this point.
236  */
237
238 static void
239 swap_pager_init()
240 {
241         /*
242          * Initialize object lists
243          */
244         int i;
245
246         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
247                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
248         TAILQ_INIT(&swap_pager_un_object_list);
249
250         /*
251          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
252          */
253
254         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
255         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
256 }
257
258 /*
259  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
260  *
261  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
262  *      its main loop.
263  */
264
265 void
266 swap_pager_swap_init()
267 {
268         int n, n2;
269
270         /*
271          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
272          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
273          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
274          * but it isn't very efficient).
275          *
276          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
277          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
278          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
279          * constrained by the swap device interleave stripe size.
280          *
281          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
282          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
283          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
284          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
285          * a higher value would probably generate only a limited improvement
286          * with three or four active swap devices since the system does not
287          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
288          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
289          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
290          * So it all works out pretty well.
291          */
292
293         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
294
295         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
296         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
297         nsw_wcount_async = 4;
298         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
299
300         /*
301          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
302          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
303          * can hold 16 pages, so this is probably overkill.  This reservation
304          * is typically limited to around 32MB by default.
305          */
306         n = cnt.v_page_count / 2;
307         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
308                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
309         n2 = n;
310
311         do {
312                 swap_zone = zinit(
313                         "SWAPMETA", 
314                         sizeof(struct swblock), 
315                         n,
316                         ZONE_INTERRUPT, 
317                         1);
318                 if (swap_zone != NULL)
319                         break;
320                 /*
321                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
322                  * size of the previous attempt.
323                  */
324                 n -= ((n + 2) / 3);
325         } while (n > 0);
326
327         if (swap_zone == NULL)
328                 panic("swap_pager_swap_init: swap_zone == NULL");
329         if (n2 != n)
330                 printf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
331         n2 = n;
332
333         /*
334          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
335          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an 
336          * oversized hash table.
337          *
338          *      n:              size of hash table, must be power of 2
339          *      swhash_mask:    hash table index mask
340          */
341
342         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
343                 ;
344
345         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK);
346         bzero(swhash, sizeof(struct swblock *) * n);
347
348         swhash_mask = n - 1;
349 }
350
351 /*
352  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
353  *                      its metadata structures.
354  *
355  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
356  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
357  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
358  *
359  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
360  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
361  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
362  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
363  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
364  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
365  *      already exists.
366  */
367
368 static vm_object_t
369 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
370                  vm_ooffset_t offset)
371 {
372         vm_object_t object;
373
374         if (handle) {
375                 /*
376                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
377                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
378                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
379                  * of the handle.
380                  */
381
382                 while (sw_alloc_interlock) {
383                         sw_alloc_interlock = -1;
384                         tsleep(&sw_alloc_interlock, PVM, "swpalc", 0);
385                 }
386                 sw_alloc_interlock = 1;
387
388                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
389
390                 if (object != NULL) {
391                         vm_object_reference(object);
392                 } else {
393                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
394                                 OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
395                         object->handle = handle;
396
397                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
398                 }
399
400                 if (sw_alloc_interlock < 0)
401                         wakeup(&sw_alloc_interlock);
402
403                 sw_alloc_interlock = 0;
404         } else {
405                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
406                         OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
407
408                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
409         }
410
411         return (object);
412 }
413
414 /*
415  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
416  *
417  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
418  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
419  *      routine is typically called only when the entire object is
420  *      about to be destroyed.
421  *
422  *      This routine may block, but no longer does. 
423  *
424  *      The object must be locked or unreferenceable.
425  */
426
427 static void
428 swap_pager_dealloc(object)
429         vm_object_t object;
430 {
431         int s;
432
433         /*
434          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
435          * pageout completion.
436          */
437
438         if (object->handle == NULL) {
439                 TAILQ_REMOVE(&swap_pager_un_object_list, object, pager_object_list);
440         } else {
441                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
442         }
443
444         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
445
446         /*
447          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
448          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
449          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
450          * if paging is still in progress on some objects.
451          */
452         s = splvm();
453         swp_pager_meta_free_all(object);
454         splx(s);
455 }
456
457 /************************************************************************
458  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
459  ************************************************************************/
460
461 /*
462  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
463  *
464  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
465  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
466  *      if the allocation failed.
467  *
468  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
469  *      when they configured swap and didn't configure enough.
470  *
471  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
472  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
473  *
474  *      This routine may not block
475  *      This routine must be called at splvm().
476  */
477
478 static __inline daddr_t
479 swp_pager_getswapspace(npages)
480         int npages;
481 {
482         daddr_t blk;
483
484         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
485                 if (swap_pager_full != 2) {
486                         printf("swap_pager_getswapspace: failed\n");
487                         swap_pager_full = 2;
488                         swap_pager_almost_full = 1;
489                 }
490         } else {
491                 vm_swap_size -= npages;
492                 swp_sizecheck();
493         }
494         return(blk);
495 }
496
497 /*
498  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
499  *
500  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
501  *
502  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
503  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
504  *
505  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
506  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
507  *
508  *      This routine may not block
509  *      This routine must be called at splvm().
510  */
511
512 static __inline void
513 swp_pager_freeswapspace(blk, npages)
514         daddr_t blk;
515         int npages;
516 {
517         blist_free(swapblist, blk, npages);
518         vm_swap_size += npages;
519         swp_sizecheck();
520 }
521
522 /*
523  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
524  *                              range within an object.
525  *
526  *      This is a globally accessible routine.
527  *
528  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
529  *
530  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
531  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
532  *      we should be ok.
533  *
534  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm temporarily
535  *      in order to perform the metadata removal.
536  */
537
538 void
539 swap_pager_freespace(object, start, size)
540         vm_object_t object;
541         vm_pindex_t start;
542         vm_size_t size;
543 {
544         int s = splvm();
545         swp_pager_meta_free(object, start, size);
546         splx(s);
547 }
548
549 /*
550  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
551  *
552  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
553  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
554  *
555  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
556  */
557
558 int
559 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
560 {
561         int s;
562         int n = 0;
563         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
564         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
565
566         s = splvm();
567         while (size) {
568                 if (n == 0) {
569                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
570                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
571                                 n >>= 1;
572                                 if (n == 0) {
573                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
574                                         splx(s);
575                                         return(-1);
576                                 }
577                         }
578                 }
579                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
580                 --size;
581                 ++start;
582                 ++blk;
583                 --n;
584         }
585         swp_pager_meta_free(object, start, n);
586         splx(s);
587         return(0);
588 }
589
590 /*
591  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
592  *                      and destroy the source.
593  *
594  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
595  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
596  *      we keep the destination's.
597  *
598  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
599  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
600  *      progress on the source. 
601  *
602  *      This routine can be called at any spl
603  *
604  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
605  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
606  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
607  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
608  *
609  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
610  *
611  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
612  *
613  *      The source and destination objects must be locked or 
614  *      inaccessible (XXX are they ?)
615  */
616
617 void
618 swap_pager_copy(srcobject, dstobject, offset, destroysource)
619         vm_object_t srcobject;
620         vm_object_t dstobject;
621         vm_pindex_t offset;
622         int destroysource;
623 {
624         vm_pindex_t i;
625         int s;
626
627         s = splvm();
628
629         /*
630          * If destroysource is set, we remove the source object from the 
631          * swap_pager internal queue now. 
632          */
633
634         if (destroysource) {
635                 if (srcobject->handle == NULL) {
636                         TAILQ_REMOVE(
637                             &swap_pager_un_object_list, 
638                             srcobject, 
639                             pager_object_list
640                         );
641                 } else {
642                         TAILQ_REMOVE(
643                             NOBJLIST(srcobject->handle),
644                             srcobject,
645                             pager_object_list
646                         );
647                 }
648         }
649
650         /*
651          * transfer source to destination.
652          */
653
654         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
655                 daddr_t dstaddr;
656
657                 /*
658                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
659                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
660                  * if the destination is a resident page, in which case the
661                  * source is thrown away.
662                  */
663
664                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
665
666                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
667                         /*
668                          * Destination has no swapblk and is not resident,
669                          * copy source.
670                          */
671                         daddr_t srcaddr;
672
673                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
674                             srcobject, 
675                             i + offset,
676                             SWM_POP
677                         );
678
679                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
680                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
681                 } else {
682                         /*
683                          * Destination has valid swapblk or it is represented
684                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
685                          */
686                         
687                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
688                 }
689         }
690
691         /*
692          * Free left over swap blocks in source.
693          *
694          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
695          * double-remove the object from the swap queues.
696          */
697
698         if (destroysource) {
699                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
700                 /*
701                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
702                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
703                  * for consistency since we've removed the object from its
704                  * queues.
705                  */
706                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
707         }
708         splx(s);
709 }
710
711 /*
712  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
713  *                              the requested page.
714  *
715  *      We determine whether good backing store exists for the requested
716  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
717  *
718  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
719  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
720  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
721  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
722  *      doing here.
723  */
724
725 boolean_t
726 swap_pager_haspage(object, pindex, before, after)
727         vm_object_t object;
728         vm_pindex_t pindex;
729         int *before;
730         int *after;
731 {
732         daddr_t blk0;
733         int s;
734
735         /*
736          * do we have good backing store at the requested index ?
737          */
738
739         s = splvm();
740         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
741
742         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
743                 splx(s);
744                 if (before)
745                         *before = 0;
746                 if (after)
747                         *after = 0;
748                 return (FALSE);
749         }
750
751         /*
752          * find backwards-looking contiguous good backing store
753          */
754
755         if (before != NULL) {
756                 int i;
757
758                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
759                         daddr_t blk;
760
761                         if (i > pindex)
762                                 break;
763                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
764                         if (blk != blk0 - i)
765                                 break;
766                 }
767                 *before = (i - 1);
768         }
769
770         /*
771          * find forward-looking contiguous good backing store
772          */
773
774         if (after != NULL) {
775                 int i;
776
777                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
778                         daddr_t blk;
779
780                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
781                         if (blk != blk0 + i)
782                                 break;
783                 }
784                 *after = (i - 1);
785         }
786         splx(s);
787         return (TRUE);
788 }
789
790 /*
791  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
792  *
793  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
794  *      not, from the page.  
795  *
796  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
797  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
798  *      calls us in a special-case situation
799  *
800  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
801  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
802  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
803  *      depends on it.
804  *
805  *      This routine may not block
806  *      This routine must be called at splvm()
807  */
808
809 static void
810 swap_pager_unswapped(m)
811         vm_page_t m;
812 {
813         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
814 }
815
816 /*
817  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
818  *
819  *      This implements the vm_pager_strategy() interface to swap and allows
820  *      other parts of the system to directly access swap as backing store
821  *      through vm_objects of type OBJT_SWAP.  This is intended to be a 
822  *      cacheless interface ( i.e. caching occurs at higher levels ).
823  *      Therefore we do not maintain any resident pages.  All I/O goes
824  *      directly to and from the swap device.
825  *      
826  *      Note that b_blkno is scaled for PAGE_SIZE
827  *
828  *      We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
829  *      the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
830  *      sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
831  *      But this is swap, so we let it all hang out.
832  */
833
834 static void     
835 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct buf *bp)
836 {
837         vm_pindex_t start;
838         int count;
839         int s;
840         char *data;
841         struct buf *nbp = NULL;
842
843         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
844                 bp->b_error = EINVAL;
845                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
846                 biodone(bp);
847                 printf("swap_pager_strategy: bp %p b_vp %p blk %d size %d, not page bounded\n", bp, bp->b_vp, (int)bp->b_pblkno, (int)bp->b_bcount);
848                 return;
849         }
850
851         /*
852          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
853          */
854
855         bp->b_error = 0;
856         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
857         bp->b_resid = bp->b_bcount;
858
859         start = bp->b_pblkno;
860         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
861         data = bp->b_data;
862
863         s = splvm();
864
865         /*
866          * Deal with B_FREEBUF
867          */
868
869         if (bp->b_flags & B_FREEBUF) {
870                 /*
871                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
872                  *                needed.
873                  */
874                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
875                 splx(s);
876                 bp->b_resid = 0;
877                 biodone(bp);
878                 return;
879         }
880
881         /*
882          * Execute read or write
883          */
884
885         while (count > 0) {
886                 daddr_t blk;
887
888                 /*
889                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
890                  * new block and build it into the object.
891                  */
892
893                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
894                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && (bp->b_flags & B_READ) == 0) {
895                         blk = swp_pager_getswapspace(1);
896                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
897                                 bp->b_error = ENOMEM;
898                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
899                                 break;
900                         }
901                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
902                 }
903                         
904                 /*
905                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
906                  *
907                  *      - no swap block at this index
908                  *      - swap block is not contiguous
909                  *      - we cross a physical disk boundry in the
910                  *        stripe.
911                  */
912
913                 if (
914                     nbp && (nbp->b_blkno + btoc(nbp->b_bcount) != blk ||
915                      ((nbp->b_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
916                     )
917                 ) {
918                         splx(s);
919                         if (bp->b_flags & B_READ) {
920                                 ++cnt.v_swapin;
921                                 cnt.v_swappgsin += btoc(nbp->b_bcount);
922                         } else {
923                                 ++cnt.v_swapout;
924                                 cnt.v_swappgsout += btoc(nbp->b_bcount);
925                                 nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
926                         }
927                         flushchainbuf(nbp);
928                         s = splvm();
929                         nbp = NULL;
930                 }
931
932                 /*
933                  * Add new swapblk to nbp, instantiating nbp if necessary.
934                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
935                  */
936
937                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
938                         /*
939                          * We can only get here if we are reading.  Since
940                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
941                          * even if chain ops are in progress.
942                          */
943                         bzero(data, PAGE_SIZE);
944                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
945                 } else {
946                         if (nbp == NULL) {
947                                 nbp = getchainbuf(bp, swapdev_vp, (bp->b_flags & B_READ) | B_ASYNC);
948                                 nbp->b_blkno = blk;
949                                 nbp->b_bcount = 0;
950                                 nbp->b_data = data;
951                         }
952                         nbp->b_bcount += PAGE_SIZE;
953                 }
954                 --count;
955                 ++start;
956                 data += PAGE_SIZE;
957         }
958
959         /*
960          *  Flush out last buffer
961          */
962
963         splx(s);
964
965         if (nbp) {
966                 if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0)
967                         nbp->b_flags &= ~B_ASYNC;
968                 if (nbp->b_flags & B_READ) {
969                         ++cnt.v_swapin;
970                         cnt.v_swappgsin += btoc(nbp->b_bcount);
971                 } else {
972                         ++cnt.v_swapout;
973                         cnt.v_swappgsout += btoc(nbp->b_bcount);
974                         nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
975                 }
976                 flushchainbuf(nbp);
977                 /* nbp = NULL; */
978         }
979
980         /*
981          * Wait for completion.
982          */
983
984         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
985                 autochaindone(bp);
986         } else {
987                 waitchainbuf(bp, 0, 1);
988         }
989 }
990
991 /*
992  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
993  *
994  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
995  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
996  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
997  *      belongs to the same object.
998  *
999  *      The code is designed for asynchronous operation and 
1000  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1001  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1002  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1003  *
1004  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1005  *      calling us and we should return with the same.
1006  *
1007  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1008  *      left busy, but the others adjusted.
1009  */
1010
1011 static int
1012 swap_pager_getpages(object, m, count, reqpage)
1013         vm_object_t object;
1014         vm_page_t *m;
1015         int count, reqpage;
1016 {
1017         struct buf *bp;
1018         vm_page_t mreq;
1019         int s;
1020         int i;
1021         int j;
1022         daddr_t blk;
1023         vm_offset_t kva;
1024         vm_pindex_t lastpindex;
1025
1026         mreq = m[reqpage];
1027
1028         if (mreq->object != object) {
1029                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1030                     object, 
1031                     mreq->object
1032                 );
1033         }
1034         /*
1035          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1036          * their swapblks.  We require a *contiguous* range that falls entirely
1037          * within a single device stripe.   If we do not supply it, bad things
1038          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the 
1039          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1040          *
1041          * The swp_*() calls must be made at splvm().  vm_page_free() does
1042          * not need to be, but it will go a little faster if it is.
1043          */
1044
1045         s = splvm();
1046         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1047
1048         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1049                 daddr_t iblk;
1050
1051                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1052                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1053                         break;
1054                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1055                         break;
1056         }
1057         ++i;
1058
1059         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1060                 daddr_t jblk;
1061
1062                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1063                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1064                         break;
1065                 if ((blk ^ jblk) & dmmax_mask)
1066                         break;
1067         }
1068
1069         /*
1070          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1071          * mreq, it must remain busy throughout.
1072          */
1073
1074         {
1075                 int k;
1076
1077                 for (k = 0; k < i; ++k)
1078                         vm_page_free(m[k]);
1079                 for (k = j; k < count; ++k)
1080                         vm_page_free(m[k]);
1081         }
1082         splx(s);
1083
1084
1085         /*
1086          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq 
1087          * still busy, but the others unbusied.
1088          */
1089
1090         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1091                 return(VM_PAGER_FAIL);
1092
1093         /*
1094          * Get a swap buffer header to perform the IO
1095          */
1096
1097         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1098         kva = (vm_offset_t) bp->b_data;
1099
1100         /*
1101          * map our page(s) into kva for input
1102          *
1103          * NOTE: B_PAGING is set by pbgetvp()
1104          */
1105
1106         pmap_qenter(kva, m + i, j - i);
1107
1108         bp->b_flags = B_READ | B_CALL;
1109         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1110         bp->b_rcred = bp->b_wcred = proc0.p_ucred;
1111         bp->b_data = (caddr_t) kva;
1112         crhold(bp->b_rcred);
1113         crhold(bp->b_wcred);
1114         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1115         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1116         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1117         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1118
1119         {
1120                 int k;
1121
1122                 for (k = i; k < j; ++k) {
1123                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1124                         vm_page_flag_set(m[k], PG_SWAPINPROG);
1125                 }
1126         }
1127         bp->b_npages = j - i;
1128
1129         pbgetvp(swapdev_vp, bp);
1130
1131         cnt.v_swapin++;
1132         cnt.v_swappgsin += bp->b_npages;
1133
1134         /*
1135          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1136          * does not remove it.
1137          */
1138
1139         vm_object_pip_add(mreq->object, bp->b_npages);
1140         lastpindex = m[j-1]->pindex;
1141
1142         /*
1143          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1144          * this point because we automatically release it on completion.
1145          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1146          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1147          *
1148          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1149          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1150          *
1151          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1152          */
1153
1154         BUF_KERNPROC(bp);
1155         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
1156
1157         /*
1158          * wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1159          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1160          * is set in the meta-data.
1161          */
1162
1163         s = splvm();
1164
1165         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1166                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1167                 cnt.v_intrans++;
1168                 if (tsleep(mreq, PSWP, "swread", hz*20)) {
1169                         printf(
1170                             "swap_pager: indefinite wait buffer: device:"
1171                                 " %s, blkno: %ld, size: %ld\n",
1172                             devtoname(bp->b_dev), (long)bp->b_blkno,
1173                             bp->b_bcount
1174                         );
1175                 }
1176         }
1177
1178         splx(s);
1179
1180         /*
1181          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1182          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1183          * not be valid.
1184          */
1185
1186         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1187                 return(VM_PAGER_ERROR);
1188         } else {
1189                 return(VM_PAGER_OK);
1190         }
1191
1192         /*
1193          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1194          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1195          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1196          * to all-zero's later.
1197          */
1198 }
1199
1200 /*
1201  *      swap_pager_putpages: 
1202  *
1203  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1204  *
1205  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1206  *      are automatically converted to SWAP objects.
1207  *
1208  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new 
1209  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1210  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1211  *      which needs work.
1212  *
1213  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1214  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1215  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1216  *      completion.
1217  *
1218  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1219  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1220  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1221  */
1222
1223 void
1224 swap_pager_putpages(object, m, count, sync, rtvals)
1225         vm_object_t object;
1226         vm_page_t *m;
1227         int count;
1228         boolean_t sync;
1229         int *rtvals;
1230 {
1231         int i;
1232         int n = 0;
1233
1234         if (count && m[0]->object != object) {
1235                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1236                     object, 
1237                     m[0]->object
1238                 );
1239         }
1240         /*
1241          * Step 1
1242          *
1243          * Turn object into OBJT_SWAP
1244          * check for bogus sysops
1245          * force sync if not pageout process
1246          */
1247
1248         if (object->type != OBJT_SWAP)
1249                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1250
1251         if (curproc != pageproc)
1252                 sync = TRUE;
1253
1254         /*
1255          * Step 2
1256          *
1257          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1258          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1259          */
1260
1261         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1262                 int n;
1263                 int s;
1264
1265                 /*
1266                  * limit range
1267                  */
1268                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1269                         n = nswbuf / 2;
1270                 if (n < 1)
1271                         n = 1;
1272                 swap_async_max = n;
1273
1274                 /*
1275                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1276                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1277                  * at this time.
1278                  */
1279                 s = splvm();
1280                 n -= nsw_wcount_async_max;
1281                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1282                         nsw_wcount_async += n;
1283                         nsw_wcount_async_max += n;
1284                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1285                 }
1286                 splx(s);
1287         }
1288
1289         /*
1290          * Step 3
1291          *
1292          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1293          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1294          * successfully.
1295          */
1296
1297         for (i = 0; i < count; i += n) {
1298                 int s;
1299                 int j;
1300                 struct buf *bp;
1301                 daddr_t blk;
1302
1303                 /*
1304                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1305                  */
1306
1307                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1308                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1309
1310                 s = splvm();
1311
1312                 /*
1313                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1314                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1315                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1316                  * fragment swap.
1317                  */
1318                 while (
1319                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1320                     n > 4
1321                 ) {
1322                         n >>= 1;
1323                 }
1324                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1325                         for (j = 0; j < n; ++j)
1326                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1327                         splx(s);
1328                         continue;
1329                 }
1330
1331                 /*
1332                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1333                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1334                  * at splvm().
1335                  */
1336                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1337                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1338                         swp_pager_freeswapspace(blk + j, n - j);
1339                         n = j;
1340                 }
1341
1342                 /*
1343                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1344                  * request and assign the swap space.
1345                  *
1346                  * NOTE: B_PAGING is set by pbgetvp()
1347                  */
1348
1349                 if (sync == TRUE) {
1350                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1351                         bp->b_flags = B_CALL;
1352                 } else {
1353                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1354                         bp->b_flags = B_CALL | B_ASYNC;
1355                 }
1356                 bp->b_spc = NULL;       /* not used, but NULL-out anyway */
1357
1358                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1359
1360                 bp->b_rcred = bp->b_wcred = proc0.p_ucred;
1361                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1362                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1363                 bp->b_blkno = blk;
1364
1365                 crhold(bp->b_rcred);
1366                 crhold(bp->b_wcred);
1367
1368                 pbgetvp(swapdev_vp, bp);
1369
1370                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1371                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1372
1373                         swp_pager_meta_build(
1374                             mreq->object, 
1375                             mreq->pindex,
1376                             blk + j
1377                         );
1378                         vm_page_dirty(mreq);
1379                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1380
1381                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1382                         bp->b_pages[j] = mreq;
1383                 }
1384                 bp->b_npages = n;
1385                 /*
1386                  * Must set dirty range for NFS to work.
1387                  */
1388                 bp->b_dirtyoff = 0;
1389                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1390
1391                 cnt.v_swapout++;
1392                 cnt.v_swappgsout += bp->b_npages;
1393                 swapdev_vp->v_numoutput++;
1394
1395                 splx(s);
1396
1397                 /*
1398                  * asynchronous
1399                  *
1400                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1401                  */
1402
1403                 if (sync == FALSE) {
1404                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1405                         BUF_KERNPROC(bp);
1406                         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
1407
1408                         for (j = 0; j < n; ++j)
1409                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1410                         continue;
1411                 }
1412
1413                 /*
1414                  * synchronous
1415                  *
1416                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1417                  */
1418
1419                 bp->b_iodone = swp_pager_sync_iodone;
1420                 VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
1421
1422                 /*
1423                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1424                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1425                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1426                  * double-free.
1427                  */
1428                 s = splbio();
1429
1430                 while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
1431                         tsleep(bp, PVM, "swwrt", 0);
1432                 }
1433
1434                 for (j = 0; j < n; ++j)
1435                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1436
1437                 /*
1438                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1439                  * normal async completion, which frees everything up.
1440                  */
1441
1442                 swp_pager_async_iodone(bp);
1443
1444                 splx(s);
1445         }
1446 }
1447
1448 /*
1449  *      swap_pager_sync_iodone:
1450  *
1451  *      Completion routine for synchronous reads and writes from/to swap.
1452  *      We just mark the bp is complete and wake up anyone waiting on it.
1453  *
1454  *      This routine may not block.  This routine is called at splbio() or better.
1455  */
1456
1457 static void
1458 swp_pager_sync_iodone(bp)
1459         struct buf *bp;
1460 {
1461         bp->b_flags |= B_DONE;
1462         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1463         wakeup(bp);
1464 }
1465
1466 /*
1467  *      swp_pager_async_iodone:
1468  *
1469  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1470  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1471  *
1472  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1473  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1474  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1475  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1476  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1477  *
1478  *      This routine may not block.
1479  *      This routine is called at splbio() or better
1480  *
1481  *      We up ourselves to splvm() as required for various vm_page related
1482  *      calls.
1483  */
1484
1485 static void
1486 swp_pager_async_iodone(bp)
1487         register struct buf *bp;
1488 {
1489         int s;
1490         int i;
1491         vm_object_t object = NULL;
1492
1493         bp->b_flags |= B_DONE;
1494
1495         /*
1496          * report error
1497          */
1498
1499         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1500                 printf(
1501                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1502                         "size %ld, error %d\n",
1503                     ((bp->b_flags & B_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1504                     (long)bp->b_blkno, 
1505                     (long)bp->b_bcount,
1506                     bp->b_error
1507                 );
1508         }
1509
1510         /*
1511          * set object, raise to splvm().
1512          */
1513
1514         if (bp->b_npages)
1515                 object = bp->b_pages[0]->object;
1516         s = splvm();
1517
1518         /*
1519          * remove the mapping for kernel virtual
1520          */
1521
1522         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1523
1524         /*
1525          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1526          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1527          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1528          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1529          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1530          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1531          */
1532
1533         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1534                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1535
1536                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1537
1538                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1539                         /*
1540                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1541                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1542                          * can never be used again.  But I can't from an 
1543                          * interrupt.
1544                          */
1545
1546                         if (bp->b_flags & B_READ) {
1547                                 /*
1548                                  * When reading, reqpage needs to stay
1549                                  * locked for the parent, but all other
1550                                  * pages can be freed.  We still want to
1551                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1552                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1553                                  * not match anything ).
1554                                  *
1555                                  * We have to wake specifically requested pages
1556                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1557                                  * someone may be waiting for that.
1558                                  *
1559                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1560                                  * be overridden by the original caller of
1561                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1562                                  *
1563                                  * XXX IT IS NOT LEGAL TO FREE THE PAGE HERE
1564                                  * AS THIS MESSES WITH object->memq, and it is
1565                                  * not legal to mess with object->memq from an
1566                                  * interrupt.
1567                                  */
1568
1569                                 m->valid = 0;
1570                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1571
1572                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1573                                         vm_page_free(m);
1574                                 else
1575                                         vm_page_flash(m);
1576                                 /*
1577                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1578                                  * the page up.  The caller needs to.
1579                                  */
1580                         } else {
1581                                 /*
1582                                  * If a write error occurs, reactivate page
1583                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1584                                  * then finish the I/O.
1585                                  */
1586                                 vm_page_dirty(m);
1587                                 vm_page_activate(m);
1588                                 vm_page_io_finish(m);
1589                         }
1590                 } else if (bp->b_flags & B_READ) {
1591                         /*
1592                          * For read success, clear dirty bits.  Nobody should
1593                          * have this page mapped but don't take any chances,
1594                          * make sure the pmap modify bits are also cleared.
1595                          *
1596                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1597                          * overridden by the original caller of getpages so
1598                          * we cannot set them in order to free the underlying
1599                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1600                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1601                          * that existed in the old swapper for a time before
1602                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1603                          *
1604                          * clear PG_ZERO in page.
1605                          *
1606                          * If not the requested page then deactivate it.
1607                          *
1608                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1609                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1610                          * other pages are released (unbusied) by 
1611                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1612                          * valid bits here, it is up to the caller.
1613                          */
1614
1615                         pmap_clear_modify(m);
1616                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1617                         vm_page_undirty(m);
1618                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1619
1620                         /*
1621                          * We have to wake specifically requested pages
1622                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1623                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1624                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1625                          * requested page - getpages expects it to be 
1626                          * left busy.
1627                          */
1628                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1629                                 vm_page_deactivate(m);
1630                                 vm_page_wakeup(m);
1631                         } else {
1632                                 vm_page_flash(m);
1633                         }
1634                 } else {
1635                         /*
1636                          * For write success, clear the modify and dirty 
1637                          * status, then finish the I/O ( which decrements the 
1638                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1639                          */
1640                         pmap_clear_modify(m);
1641                         vm_page_undirty(m);
1642                         vm_page_io_finish(m);
1643                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1644                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1645                 }
1646         }
1647
1648         /*
1649          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1650          * pip refs on the object.
1651          */
1652
1653         if (object)
1654                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1655
1656         /*
1657          * release the physical I/O buffer
1658          */
1659
1660         relpbuf(
1661             bp, 
1662             ((bp->b_flags & B_READ) ? &nsw_rcount : 
1663                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ? 
1664                     &nsw_wcount_async : 
1665                     &nsw_wcount_sync
1666                 )
1667             )
1668         );
1669         splx(s);
1670 }
1671
1672 /************************************************************************
1673  *                              SWAP META DATA                          *
1674  ************************************************************************
1675  *
1676  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1677  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1678  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1679  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1680  *
1681  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1682  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1683  *      appropriate tracking counters.
1684  */
1685
1686 /*
1687  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
1688  *
1689  *      This is an inline helper function which hashes the swapblk given
1690  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
1691  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
1692  *      find a swapblk.
1693  *
1694  *      This routine must be called at splvm().
1695  */
1696
1697 static __inline struct swblock **
1698 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
1699 {
1700         struct swblock **pswap;
1701         struct swblock *swap;
1702
1703         index &= ~SWAP_META_MASK;
1704         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
1705
1706         while ((swap = *pswap) != NULL) {
1707                 if (swap->swb_object == object &&
1708                     swap->swb_index == index
1709                 ) {
1710                         break;
1711                 }
1712                 pswap = &swap->swb_hnext;
1713         }
1714         return(pswap);
1715 }
1716
1717 /*
1718  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1719  *
1720  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1721  *      object.
1722  *
1723  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1724  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1725  *      assigned swapblk is freed.
1726  *
1727  *      This routine must be called at splvm(), except when used to convert
1728  *      an OBJT_DEFAULT object into an OBJT_SWAP object.
1729
1730  */
1731
1732 static void
1733 swp_pager_meta_build(
1734         vm_object_t object, 
1735         vm_pindex_t index,
1736         daddr_t swapblk
1737 ) {
1738         struct swblock *swap;
1739         struct swblock **pswap;
1740
1741         /*
1742          * Convert default object to swap object if necessary
1743          */
1744
1745         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1746                 object->type = OBJT_SWAP;
1747                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1748
1749                 if (object->handle != NULL) {
1750                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1751                             NOBJLIST(object->handle),
1752                             object, 
1753                             pager_object_list
1754                         );
1755                 } else {
1756                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1757                             &swap_pager_un_object_list,
1758                             object, 
1759                             pager_object_list
1760                         );
1761                 }
1762         }
1763         
1764         /*
1765          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1766          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1767          * and, since the hash table may have changed, retry.
1768          */
1769
1770 retry:
1771         pswap = swp_pager_hash(object, index);
1772
1773         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1774                 int i;
1775
1776                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1777                         return;
1778
1779                 swap = *pswap = zalloc(swap_zone);
1780                 if (swap == NULL) {
1781                         VM_WAIT;
1782                         goto retry;
1783                 }
1784                 swap->swb_hnext = NULL;
1785                 swap->swb_object = object;
1786                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
1787                 swap->swb_count = 0;
1788
1789                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1790
1791                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1792                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1793         }
1794
1795         /*
1796          * Delete prior contents of metadata
1797          */
1798
1799         index &= SWAP_META_MASK;
1800
1801         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
1802                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[index], 1);
1803                 --swap->swb_count;
1804         }
1805
1806         /*
1807          * Enter block into metadata
1808          */
1809
1810         swap->swb_pages[index] = swapblk;
1811         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1812                 ++swap->swb_count;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1817  *
1818  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1819  *      returned to the swap bitmap.
1820  *
1821  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1822  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1823  *      with resident pages.
1824  *
1825  *      This routine must be called at splvm()
1826  */
1827
1828 static void
1829 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1830 {
1831         if (object->type != OBJT_SWAP)
1832                 return;
1833
1834         while (count > 0) {
1835                 struct swblock **pswap;
1836                 struct swblock *swap;
1837
1838                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1839
1840                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1841                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1842
1843                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1844                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1845                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1846                                         SWAPBLK_NONE;
1847                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1848                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1849                                         zfree(swap_zone, swap);
1850                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1851                                 }
1852                         }
1853                         --count;
1854                         ++index;
1855                 } else {
1856                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1857                         count -= n;
1858                         index += n;
1859                 }
1860         }
1861 }
1862
1863 /*
1864  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1865  *
1866  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1867  *      an object.
1868  *
1869  *      This routine must be called at splvm()
1870  */
1871
1872 static void
1873 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1874 {
1875         daddr_t index = 0;
1876
1877         if (object->type != OBJT_SWAP)
1878                 return;
1879
1880         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1881                 struct swblock **pswap;
1882                 struct swblock *swap;
1883
1884                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1885                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1886                         int i;
1887
1888                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1889                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1890                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1891                                         --swap->swb_count;
1892                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1893                                 }
1894                         }
1895                         if (swap->swb_count != 0)
1896                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1897                         *pswap = swap->swb_hnext;
1898                         zfree(swap_zone, swap);
1899                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1900                 }
1901                 index += SWAP_META_PAGES;
1902                 if (index > 0x20000000)
1903                         panic("swp_pager_meta_free_all: failed to locate all swap meta blocks");
1904         }
1905 }
1906
1907 /*
1908  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1909  *
1910  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1911  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1912  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1913  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1914  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
1915  *      meta-data swapblks.
1916  *
1917  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1918  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1919  *
1920  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
1921  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
1922  *      busy page.
1923  *
1924  *      This routine must be called at splvm().
1925  *
1926  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1927  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1928  */
1929
1930 static daddr_t
1931 swp_pager_meta_ctl(
1932         vm_object_t object,
1933         vm_pindex_t index,
1934         int flags
1935 ) {
1936         struct swblock **pswap;
1937         struct swblock *swap;
1938         daddr_t r1;
1939
1940         /*
1941          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP 
1942          * and even then might not be allocated yet.
1943          */
1944
1945         if (object->type != OBJT_SWAP)
1946                 return(SWAPBLK_NONE);
1947
1948         r1 = SWAPBLK_NONE;
1949         pswap = swp_pager_hash(object, index);
1950
1951         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1952                 index &= SWAP_META_MASK;
1953                 r1 = swap->swb_pages[index];
1954
1955                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1956                         if (flags & SWM_FREE) {
1957                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1958                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1959                         }
1960                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1961                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
1962                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1963                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1964                                         zfree(swap_zone, swap);
1965                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1966                                 }
1967                         } 
1968                 }
1969         }
1970         return(r1);
1971 }
1972