Get rid of the obsolete SMP checks in SMBFS.
[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  * $DragonFly: src/sys/vm/swap_pager.c,v 1.10 2003/08/20 08:03:01 rob Exp $
69  */
70
71 #include <sys/param.h>
72 #include <sys/systm.h>
73 #include <sys/conf.h>
74 #include <sys/kernel.h>
75 #include <sys/proc.h>
76 #include <sys/buf.h>
77 #include <sys/vnode.h>
78 #include <sys/malloc.h>
79 #include <sys/vmmeter.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/blist.h>
82 #include <sys/lock.h>
83 #include <sys/vmmeter.h>
84
85 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
86 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
87 #endif
88
89 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
90
91 #include "opt_swap.h"
92 #include <vm/vm.h>
93 #include <vm/vm_object.h>
94 #include <vm/vm_page.h>
95 #include <vm/vm_pager.h>
96 #include <vm/vm_pageout.h>
97 #include <vm/swap_pager.h>
98 #include <vm/vm_extern.h>
99 #include <vm/vm_zone.h>
100
101 #include <sys/buf2.h>
102 #include <vm/vm_page2.h>
103
104 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
105 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
106
107 /*
108  * vm_swap_size is in page-sized chunks now.  It was DEV_BSIZE'd chunks
109  * in the old system.
110  */
111
112 extern int vm_swap_size;        /* number of free swap blocks, in pages */
113
114 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
115 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
116 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
117 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
118 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
119 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
120 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
121 static int sw_alloc_interlock;  /* swap pager allocation interlock      */
122
123 struct blist *swapblist;
124 static struct swblock **swhash;
125 static int swhash_mask;
126 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
127
128 extern struct vnode *swapdev_vp;        /* from vm_swap.c */
129
130 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
131         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
132
133 /*
134  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
135  * of searching a named list by hashing it just a little.
136  */
137
138 #define NOBJLISTS               8
139
140 #define NOBJLIST(handle)        \
141         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
142
143 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
144 struct pagerlst         swap_pager_un_object_list;
145 vm_zone_t               swap_zone;
146
147 /*
148  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
149  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
150  * (see vm/swap_pager.h).
151  */
152
153 static vm_object_t
154                 swap_pager_alloc (void *handle, vm_ooffset_t size,
155                                       vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset);
156 static void     swap_pager_dealloc (vm_object_t object);
157 static int      swap_pager_getpages (vm_object_t, vm_page_t *, int, int);
158 static void     swap_pager_init (void);
159 static void     swap_pager_unswapped (vm_page_t);
160 static void     swap_pager_strategy (vm_object_t, struct buf *);
161
162 struct pagerops swappagerops = {
163         swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
164         swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
165         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
166         swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
167         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
168         swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
169         swap_pager_unswapped,   /* remove swap related to page          */
170         swap_pager_strategy     /* pager strategy call                  */
171 };
172
173 /*
174  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
175  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
176  *
177  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
178  * internal.
179  */
180
181 int dmmax;
182 static int dmmax_mask;
183 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
184 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
185
186 static __inline void    swp_sizecheck (void);
187 static void     swp_pager_sync_iodone (struct buf *bp);
188 static void     swp_pager_async_iodone (struct buf *bp);
189
190 /*
191  * Swap bitmap functions
192  */
193
194 static __inline void    swp_pager_freeswapspace (daddr_t blk, int npages);
195 static __inline daddr_t swp_pager_getswapspace (int npages);
196
197 /*
198  * Metadata functions
199  */
200
201 static void swp_pager_meta_build (vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
202 static void swp_pager_meta_free (vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t);
203 static void swp_pager_meta_free_all (vm_object_t);
204 static daddr_t swp_pager_meta_ctl (vm_object_t, vm_pindex_t, int);
205
206 /*
207  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
208  *      
209  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
210  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
211  *
212  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
213  *
214  *      No restrictions on call
215  *      This routine may not block.
216  *      This routine must be called at splvm()
217  */
218
219 static __inline void
220 swp_sizecheck()
221 {
222         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
223                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
224                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
225                         swap_pager_almost_full = 1;
226                 }
227         } else {
228                 swap_pager_full = 0;
229                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
230                         swap_pager_almost_full = 0;
231         }
232 }
233
234 /*
235  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
236  *
237  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
238  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
239  *      system has yet to be initialized at this point.
240  */
241
242 static void
243 swap_pager_init()
244 {
245         /*
246          * Initialize object lists
247          */
248         int i;
249
250         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
251                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
252         TAILQ_INIT(&swap_pager_un_object_list);
253
254         /*
255          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
256          */
257
258         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
259         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
260 }
261
262 /*
263  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
264  *
265  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
266  *      its main loop.
267  */
268
269 void
270 swap_pager_swap_init()
271 {
272         int n, n2;
273
274         /*
275          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
276          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
277          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
278          * but it isn't very efficient).
279          *
280          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
281          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
282          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
283          * constrained by the swap device interleave stripe size.
284          *
285          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
286          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
287          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
288          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
289          * a higher value would probably generate only a limited improvement
290          * with three or four active swap devices since the system does not
291          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
292          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
293          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
294          * So it all works out pretty well.
295          */
296
297         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
298
299         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
300         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
301         nsw_wcount_async = 4;
302         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
303
304         /*
305          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
306          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
307          * can hold 16 pages, so this is probably overkill.  This reservation
308          * is typically limited to around 32MB by default.
309          */
310         n = vmstats.v_page_count / 2;
311         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
312                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
313         n2 = n;
314
315         do {
316                 swap_zone = zinit(
317                         "SWAPMETA", 
318                         sizeof(struct swblock), 
319                         n,
320                         ZONE_INTERRUPT, 
321                         1);
322                 if (swap_zone != NULL)
323                         break;
324                 /*
325                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
326                  * size of the previous attempt.
327                  */
328                 n -= ((n + 2) / 3);
329         } while (n > 0);
330
331         if (swap_zone == NULL)
332                 panic("swap_pager_swap_init: swap_zone == NULL");
333         if (n2 != n)
334                 printf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
335         n2 = n;
336
337         /*
338          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
339          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an 
340          * oversized hash table.
341          *
342          *      n:              size of hash table, must be power of 2
343          *      swhash_mask:    hash table index mask
344          */
345
346         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
347                 ;
348
349         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK);
350         bzero(swhash, sizeof(struct swblock *) * n);
351
352         swhash_mask = n - 1;
353 }
354
355 /*
356  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
357  *                      its metadata structures.
358  *
359  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
360  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
361  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
362  *
363  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
364  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
365  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
366  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
367  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
368  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
369  *      already exists.
370  */
371
372 static vm_object_t
373 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
374                  vm_ooffset_t offset)
375 {
376         vm_object_t object;
377
378         if (handle) {
379                 /*
380                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
381                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
382                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
383                  * of the handle.
384                  */
385
386                 while (sw_alloc_interlock) {
387                         sw_alloc_interlock = -1;
388                         tsleep(&sw_alloc_interlock, 0, "swpalc", 0);
389                 }
390                 sw_alloc_interlock = 1;
391
392                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
393
394                 if (object != NULL) {
395                         vm_object_reference(object);
396                 } else {
397                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
398                                 OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
399                         object->handle = handle;
400
401                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
402                 }
403
404                 if (sw_alloc_interlock < 0)
405                         wakeup(&sw_alloc_interlock);
406
407                 sw_alloc_interlock = 0;
408         } else {
409                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
410                         OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
411
412                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
413         }
414
415         return (object);
416 }
417
418 /*
419  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
420  *
421  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
422  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
423  *      routine is typically called only when the entire object is
424  *      about to be destroyed.
425  *
426  *      This routine may block, but no longer does. 
427  *
428  *      The object must be locked or unreferenceable.
429  */
430
431 static void
432 swap_pager_dealloc(object)
433         vm_object_t object;
434 {
435         int s;
436
437         /*
438          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
439          * pageout completion.
440          */
441
442         if (object->handle == NULL) {
443                 TAILQ_REMOVE(&swap_pager_un_object_list, object, pager_object_list);
444         } else {
445                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
446         }
447
448         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
449
450         /*
451          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
452          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
453          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
454          * if paging is still in progress on some objects.
455          */
456         s = splvm();
457         swp_pager_meta_free_all(object);
458         splx(s);
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  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
476  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
477  *
478  *      This routine may not block
479  *      This routine must be called at splvm().
480  */
481
482 static __inline daddr_t
483 swp_pager_getswapspace(npages)
484         int npages;
485 {
486         daddr_t blk;
487
488         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
489                 if (swap_pager_full != 2) {
490                         printf("swap_pager_getswapspace: failed\n");
491                         swap_pager_full = 2;
492                         swap_pager_almost_full = 1;
493                 }
494         } else {
495                 vm_swap_size -= npages;
496                 swp_sizecheck();
497         }
498         return(blk);
499 }
500
501 /*
502  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
503  *
504  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
505  *
506  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
507  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
508  *
509  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
510  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
511  *
512  *      This routine may not block
513  *      This routine must be called at splvm().
514  */
515
516 static __inline void
517 swp_pager_freeswapspace(blk, npages)
518         daddr_t blk;
519         int npages;
520 {
521         blist_free(swapblist, blk, npages);
522         vm_swap_size += npages;
523         swp_sizecheck();
524 }
525
526 /*
527  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
528  *                              range within an object.
529  *
530  *      This is a globally accessible routine.
531  *
532  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
533  *
534  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
535  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
536  *      we should be ok.
537  *
538  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm temporarily
539  *      in order to perform the metadata removal.
540  */
541
542 void
543 swap_pager_freespace(object, start, size)
544         vm_object_t object;
545         vm_pindex_t start;
546         vm_size_t size;
547 {
548         int s = splvm();
549         swp_pager_meta_free(object, start, size);
550         splx(s);
551 }
552
553 /*
554  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
555  *
556  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
557  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
558  *
559  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
560  */
561
562 int
563 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
564 {
565         int s;
566         int n = 0;
567         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
568         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
569
570         s = splvm();
571         while (size) {
572                 if (n == 0) {
573                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
574                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
575                                 n >>= 1;
576                                 if (n == 0) {
577                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
578                                         splx(s);
579                                         return(-1);
580                                 }
581                         }
582                 }
583                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
584                 --size;
585                 ++start;
586                 ++blk;
587                 --n;
588         }
589         swp_pager_meta_free(object, start, n);
590         splx(s);
591         return(0);
592 }
593
594 /*
595  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
596  *                      and destroy the source.
597  *
598  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
599  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
600  *      we keep the destination's.
601  *
602  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
603  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
604  *      progress on the source. 
605  *
606  *      This routine can be called at any spl
607  *
608  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
609  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
610  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
611  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
612  *
613  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
614  *
615  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
616  *
617  *      The source and destination objects must be locked or 
618  *      inaccessible (XXX are they ?)
619  */
620
621 void
622 swap_pager_copy(srcobject, dstobject, offset, destroysource)
623         vm_object_t srcobject;
624         vm_object_t dstobject;
625         vm_pindex_t offset;
626         int destroysource;
627 {
628         vm_pindex_t i;
629         int s;
630
631         s = splvm();
632
633         /*
634          * If destroysource is set, we remove the source object from the 
635          * swap_pager internal queue now. 
636          */
637
638         if (destroysource) {
639                 if (srcobject->handle == NULL) {
640                         TAILQ_REMOVE(
641                             &swap_pager_un_object_list, 
642                             srcobject, 
643                             pager_object_list
644                         );
645                 } else {
646                         TAILQ_REMOVE(
647                             NOBJLIST(srcobject->handle),
648                             srcobject,
649                             pager_object_list
650                         );
651                 }
652         }
653
654         /*
655          * transfer source to destination.
656          */
657
658         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
659                 daddr_t dstaddr;
660
661                 /*
662                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
663                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
664                  * if the destination is a resident page, in which case the
665                  * source is thrown away.
666                  */
667
668                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
669
670                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
671                         /*
672                          * Destination has no swapblk and is not resident,
673                          * copy source.
674                          */
675                         daddr_t srcaddr;
676
677                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
678                             srcobject, 
679                             i + offset,
680                             SWM_POP
681                         );
682
683                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
684                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
685                 } else {
686                         /*
687                          * Destination has valid swapblk or it is represented
688                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
689                          */
690                         
691                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
692                 }
693         }
694
695         /*
696          * Free left over swap blocks in source.
697          *
698          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
699          * double-remove the object from the swap queues.
700          */
701
702         if (destroysource) {
703                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
704                 /*
705                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
706                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
707                  * for consistency since we've removed the object from its
708                  * queues.
709                  */
710                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
711         }
712         splx(s);
713 }
714
715 /*
716  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
717  *                              the requested page.
718  *
719  *      We determine whether good backing store exists for the requested
720  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
721  *
722  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
723  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
724  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
725  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
726  *      doing here.
727  */
728
729 boolean_t
730 swap_pager_haspage(object, pindex, before, after)
731         vm_object_t object;
732         vm_pindex_t pindex;
733         int *before;
734         int *after;
735 {
736         daddr_t blk0;
737         int s;
738
739         /*
740          * do we have good backing store at the requested index ?
741          */
742
743         s = splvm();
744         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
745
746         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
747                 splx(s);
748                 if (before)
749                         *before = 0;
750                 if (after)
751                         *after = 0;
752                 return (FALSE);
753         }
754
755         /*
756          * find backwards-looking contiguous good backing store
757          */
758
759         if (before != NULL) {
760                 int i;
761
762                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
763                         daddr_t blk;
764
765                         if (i > pindex)
766                                 break;
767                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
768                         if (blk != blk0 - i)
769                                 break;
770                 }
771                 *before = (i - 1);
772         }
773
774         /*
775          * find forward-looking contiguous good backing store
776          */
777
778         if (after != NULL) {
779                 int i;
780
781                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
782                         daddr_t blk;
783
784                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
785                         if (blk != blk0 + i)
786                                 break;
787                 }
788                 *after = (i - 1);
789         }
790         splx(s);
791         return (TRUE);
792 }
793
794 /*
795  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
796  *
797  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
798  *      not, from the page.  
799  *
800  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
801  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
802  *      calls us in a special-case situation
803  *
804  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
805  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
806  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
807  *      depends on it.
808  *
809  *      This routine may not block
810  *      This routine must be called at splvm()
811  */
812
813 static void
814 swap_pager_unswapped(m)
815         vm_page_t m;
816 {
817         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
818 }
819
820 /*
821  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
822  *
823  *      This implements the vm_pager_strategy() interface to swap and allows
824  *      other parts of the system to directly access swap as backing store
825  *      through vm_objects of type OBJT_SWAP.  This is intended to be a 
826  *      cacheless interface ( i.e. caching occurs at higher levels ).
827  *      Therefore we do not maintain any resident pages.  All I/O goes
828  *      directly to and from the swap device.
829  *      
830  *      Note that b_blkno is scaled for PAGE_SIZE
831  *
832  *      We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
833  *      the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
834  *      sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
835  *      But this is swap, so we let it all hang out.
836  */
837
838 static void     
839 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct buf *bp)
840 {
841         vm_pindex_t start;
842         int count;
843         int s;
844         char *data;
845         struct buf *nbp = NULL;
846
847         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
848                 bp->b_error = EINVAL;
849                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
850                 biodone(bp);
851                 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);
852                 return;
853         }
854
855         /*
856          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
857          */
858
859         bp->b_error = 0;
860         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
861         bp->b_resid = bp->b_bcount;
862
863         start = bp->b_pblkno;
864         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
865         data = bp->b_data;
866
867         s = splvm();
868
869         /*
870          * Deal with B_FREEBUF
871          */
872
873         if (bp->b_flags & B_FREEBUF) {
874                 /*
875                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
876                  *                needed.
877                  */
878                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
879                 splx(s);
880                 bp->b_resid = 0;
881                 biodone(bp);
882                 return;
883         }
884
885         /*
886          * Execute read or write
887          */
888
889         while (count > 0) {
890                 daddr_t blk;
891
892                 /*
893                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
894                  * new block and build it into the object.
895                  */
896
897                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
898                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && (bp->b_flags & B_READ) == 0) {
899                         blk = swp_pager_getswapspace(1);
900                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
901                                 bp->b_error = ENOMEM;
902                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
903                                 break;
904                         }
905                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
906                 }
907                         
908                 /*
909                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
910                  *
911                  *      - no swap block at this index
912                  *      - swap block is not contiguous
913                  *      - we cross a physical disk boundry in the
914                  *        stripe.
915                  */
916
917                 if (
918                     nbp && (nbp->b_blkno + btoc(nbp->b_bcount) != blk ||
919                      ((nbp->b_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
920                     )
921                 ) {
922                         splx(s);
923                         if (bp->b_flags & B_READ) {
924                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
925                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(nbp->b_bcount);
926                         } else {
927                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
928                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(nbp->b_bcount);
929                                 nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
930                         }
931                         flushchainbuf(nbp);
932                         s = splvm();
933                         nbp = NULL;
934                 }
935
936                 /*
937                  * Add new swapblk to nbp, instantiating nbp if necessary.
938                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
939                  */
940
941                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
942                         /*
943                          * We can only get here if we are reading.  Since
944                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
945                          * even if chain ops are in progress.
946                          */
947                         bzero(data, PAGE_SIZE);
948                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
949                 } else {
950                         if (nbp == NULL) {
951                                 nbp = getchainbuf(bp, swapdev_vp, (bp->b_flags & B_READ) | B_ASYNC);
952                                 nbp->b_blkno = blk;
953                                 nbp->b_bcount = 0;
954                                 nbp->b_data = data;
955                         }
956                         nbp->b_bcount += PAGE_SIZE;
957                 }
958                 --count;
959                 ++start;
960                 data += PAGE_SIZE;
961         }
962
963         /*
964          *  Flush out last buffer
965          */
966
967         splx(s);
968
969         if (nbp) {
970                 if ((bp->b_flags & B_ASYNC) == 0)
971                         nbp->b_flags &= ~B_ASYNC;
972                 if (nbp->b_flags & B_READ) {
973                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
974                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(nbp->b_bcount);
975                 } else {
976                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
977                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(nbp->b_bcount);
978                         nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
979                 }
980                 flushchainbuf(nbp);
981                 /* nbp = NULL; */
982         }
983
984         /*
985          * Wait for completion.
986          */
987
988         if (bp->b_flags & B_ASYNC) {
989                 autochaindone(bp);
990         } else {
991                 waitchainbuf(bp, 0, 1);
992         }
993 }
994
995 /*
996  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
997  *
998  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
999  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1000  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1001  *      belongs to the same object.
1002  *
1003  *      The code is designed for asynchronous operation and 
1004  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1005  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1006  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1007  *
1008  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1009  *      calling us and we should return with the same.
1010  *
1011  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1012  *      left busy, but the others adjusted.
1013  */
1014
1015 static int
1016 swap_pager_getpages(object, m, count, reqpage)
1017         vm_object_t object;
1018         vm_page_t *m;
1019         int count, reqpage;
1020 {
1021         struct buf *bp;
1022         vm_page_t mreq;
1023         int s;
1024         int i;
1025         int j;
1026         daddr_t blk;
1027         vm_offset_t kva;
1028         vm_pindex_t lastpindex;
1029
1030         mreq = m[reqpage];
1031
1032         if (mreq->object != object) {
1033                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1034                     object, 
1035                     mreq->object
1036                 );
1037         }
1038         /*
1039          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1040          * their swapblks.  We require a *contiguous* range that falls entirely
1041          * within a single device stripe.   If we do not supply it, bad things
1042          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the 
1043          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1044          *
1045          * The swp_*() calls must be made at splvm().  vm_page_free() does
1046          * not need to be, but it will go a little faster if it is.
1047          */
1048
1049         s = splvm();
1050         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1051
1052         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1053                 daddr_t iblk;
1054
1055                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1056                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1057                         break;
1058                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1059                         break;
1060         }
1061         ++i;
1062
1063         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1064                 daddr_t jblk;
1065
1066                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1067                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1068                         break;
1069                 if ((blk ^ jblk) & dmmax_mask)
1070                         break;
1071         }
1072
1073         /*
1074          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1075          * mreq, it must remain busy throughout.
1076          */
1077
1078         {
1079                 int k;
1080
1081                 for (k = 0; k < i; ++k)
1082                         vm_page_free(m[k]);
1083                 for (k = j; k < count; ++k)
1084                         vm_page_free(m[k]);
1085         }
1086         splx(s);
1087
1088
1089         /*
1090          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq 
1091          * still busy, but the others unbusied.
1092          */
1093
1094         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1095                 return(VM_PAGER_FAIL);
1096
1097         /*
1098          * Get a swap buffer header to perform the IO
1099          */
1100
1101         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1102         kva = (vm_offset_t) bp->b_data;
1103
1104         /*
1105          * map our page(s) into kva for input
1106          *
1107          * NOTE: B_PAGING is set by pbgetvp()
1108          */
1109
1110         pmap_qenter(kva, m + i, j - i);
1111
1112         bp->b_flags = B_READ | B_CALL;
1113         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1114         bp->b_data = (caddr_t) kva;
1115         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1116         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1117         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1118         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1119
1120         {
1121                 int k;
1122
1123                 for (k = i; k < j; ++k) {
1124                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1125                         vm_page_flag_set(m[k], PG_SWAPINPROG);
1126                 }
1127         }
1128         bp->b_npages = j - i;
1129
1130         pbgetvp(swapdev_vp, bp);
1131
1132         mycpu->gd_cnt.v_swapin++;
1133         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += bp->b_npages;
1134
1135         /*
1136          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1137          * does not remove it.
1138          */
1139
1140         vm_object_pip_add(mreq->object, bp->b_npages);
1141         lastpindex = m[j-1]->pindex;
1142
1143         /*
1144          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1145          * this point because we automatically release it on completion.
1146          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1147          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1148          *
1149          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1150          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1151          *
1152          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1153          */
1154
1155         BUF_KERNPROC(bp);
1156         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
1157
1158         /*
1159          * wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1160          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1161          * is set in the meta-data.
1162          */
1163
1164         s = splvm();
1165
1166         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1167                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1168                 mycpu->gd_cnt.v_intrans++;
1169                 if (tsleep(mreq, 0, "swread", hz*20)) {
1170                         printf(
1171                             "swap_pager: indefinite wait buffer: device:"
1172                                 " %s, blkno: %ld, size: %ld\n",
1173                             devtoname(bp->b_dev), (long)bp->b_blkno,
1174                             bp->b_bcount
1175                         );
1176                 }
1177         }
1178
1179         splx(s);
1180
1181         /*
1182          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1183          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1184          * not be valid.
1185          */
1186
1187         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1188                 return(VM_PAGER_ERROR);
1189         } else {
1190                 return(VM_PAGER_OK);
1191         }
1192
1193         /*
1194          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1195          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1196          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1197          * to all-zero's later.
1198          */
1199 }
1200
1201 /*
1202  *      swap_pager_putpages: 
1203  *
1204  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1205  *
1206  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1207  *      are automatically converted to SWAP objects.
1208  *
1209  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new 
1210  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1211  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1212  *      which needs work.
1213  *
1214  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1215  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1216  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1217  *      completion.
1218  *
1219  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1220  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1221  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1222  */
1223
1224 void
1225 swap_pager_putpages(object, m, count, sync, rtvals)
1226         vm_object_t object;
1227         vm_page_t *m;
1228         int count;
1229         boolean_t sync;
1230         int *rtvals;
1231 {
1232         int i;
1233         int n = 0;
1234
1235         if (count && m[0]->object != object) {
1236                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1237                     object, 
1238                     m[0]->object
1239                 );
1240         }
1241         /*
1242          * Step 1
1243          *
1244          * Turn object into OBJT_SWAP
1245          * check for bogus sysops
1246          * force sync if not pageout process
1247          */
1248
1249         if (object->type != OBJT_SWAP)
1250                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1251
1252         if (curthread != pagethread)
1253                 sync = TRUE;
1254
1255         /*
1256          * Step 2
1257          *
1258          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1259          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1260          */
1261
1262         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1263                 int n;
1264                 int s;
1265
1266                 /*
1267                  * limit range
1268                  */
1269                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1270                         n = nswbuf / 2;
1271                 if (n < 1)
1272                         n = 1;
1273                 swap_async_max = n;
1274
1275                 /*
1276                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1277                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1278                  * at this time.
1279                  */
1280                 s = splvm();
1281                 n -= nsw_wcount_async_max;
1282                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1283                         nsw_wcount_async += n;
1284                         nsw_wcount_async_max += n;
1285                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1286                 }
1287                 splx(s);
1288         }
1289
1290         /*
1291          * Step 3
1292          *
1293          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1294          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1295          * successfully.
1296          */
1297
1298         for (i = 0; i < count; i += n) {
1299                 int s;
1300                 int j;
1301                 struct buf *bp;
1302                 daddr_t blk;
1303
1304                 /*
1305                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1306                  */
1307
1308                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1309                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1310
1311                 s = splvm();
1312
1313                 /*
1314                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1315                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1316                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1317                  * fragment swap.
1318                  */
1319                 while (
1320                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1321                     n > 4
1322                 ) {
1323                         n >>= 1;
1324                 }
1325                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1326                         for (j = 0; j < n; ++j)
1327                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1328                         splx(s);
1329                         continue;
1330                 }
1331
1332                 /*
1333                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1334                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1335                  * at splvm().
1336                  */
1337                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1338                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1339                         swp_pager_freeswapspace(blk + j, n - j);
1340                         n = j;
1341                 }
1342
1343                 /*
1344                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1345                  * request and assign the swap space.
1346                  *
1347                  * NOTE: B_PAGING is set by pbgetvp()
1348                  */
1349
1350                 if (sync == TRUE) {
1351                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1352                         bp->b_flags = B_CALL;
1353                 } else {
1354                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1355                         bp->b_flags = B_CALL | B_ASYNC;
1356                 }
1357                 bp->b_spc = NULL;       /* not used, but NULL-out anyway */
1358
1359                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1360
1361                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1362                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1363                 bp->b_blkno = blk;
1364
1365                 pbgetvp(swapdev_vp, bp);
1366
1367                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1368                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1369
1370                         swp_pager_meta_build(
1371                             mreq->object, 
1372                             mreq->pindex,
1373                             blk + j
1374                         );
1375                         vm_page_dirty(mreq);
1376                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1377
1378                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1379                         bp->b_pages[j] = mreq;
1380                 }
1381                 bp->b_npages = n;
1382                 /*
1383                  * Must set dirty range for NFS to work.
1384                  */
1385                 bp->b_dirtyoff = 0;
1386                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1387
1388                 mycpu->gd_cnt.v_swapout++;
1389                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += bp->b_npages;
1390                 swapdev_vp->v_numoutput++;
1391
1392                 splx(s);
1393
1394                 /*
1395                  * asynchronous
1396                  *
1397                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1398                  */
1399
1400                 if (sync == FALSE) {
1401                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1402                         BUF_KERNPROC(bp);
1403                         VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
1404
1405                         for (j = 0; j < n; ++j)
1406                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1407                         continue;
1408                 }
1409
1410                 /*
1411                  * synchronous
1412                  *
1413                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1414                  */
1415
1416                 bp->b_iodone = swp_pager_sync_iodone;
1417                 VOP_STRATEGY(bp->b_vp, bp);
1418
1419                 /*
1420                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1421                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1422                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1423                  * double-free.
1424                  */
1425                 s = splbio();
1426
1427                 while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
1428                         tsleep(bp, 0, "swwrt", 0);
1429                 }
1430
1431                 for (j = 0; j < n; ++j)
1432                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1433
1434                 /*
1435                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1436                  * normal async completion, which frees everything up.
1437                  */
1438
1439                 swp_pager_async_iodone(bp);
1440
1441                 splx(s);
1442         }
1443 }
1444
1445 /*
1446  *      swap_pager_sync_iodone:
1447  *
1448  *      Completion routine for synchronous reads and writes from/to swap.
1449  *      We just mark the bp is complete and wake up anyone waiting on it.
1450  *
1451  *      This routine may not block.  This routine is called at splbio() or better.
1452  */
1453
1454 static void
1455 swp_pager_sync_iodone(bp)
1456         struct buf *bp;
1457 {
1458         bp->b_flags |= B_DONE;
1459         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1460         wakeup(bp);
1461 }
1462
1463 /*
1464  *      swp_pager_async_iodone:
1465  *
1466  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1467  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1468  *
1469  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1470  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1471  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1472  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1473  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1474  *
1475  *      This routine may not block.
1476  *      This routine is called at splbio() or better
1477  *
1478  *      We up ourselves to splvm() as required for various vm_page related
1479  *      calls.
1480  */
1481
1482 static void
1483 swp_pager_async_iodone(bp)
1484         struct buf *bp;
1485 {
1486         int s;
1487         int i;
1488         vm_object_t object = NULL;
1489
1490         bp->b_flags |= B_DONE;
1491
1492         /*
1493          * report error
1494          */
1495
1496         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1497                 printf(
1498                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1499                         "size %ld, error %d\n",
1500                     ((bp->b_flags & B_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1501                     (long)bp->b_blkno, 
1502                     (long)bp->b_bcount,
1503                     bp->b_error
1504                 );
1505         }
1506
1507         /*
1508          * set object, raise to splvm().
1509          */
1510
1511         if (bp->b_npages)
1512                 object = bp->b_pages[0]->object;
1513         s = splvm();
1514
1515         /*
1516          * remove the mapping for kernel virtual
1517          */
1518
1519         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1520
1521         /*
1522          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1523          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1524          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1525          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1526          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1527          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1528          */
1529
1530         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1531                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1532
1533                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1534
1535                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1536                         /*
1537                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1538                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1539                          * can never be used again.  But I can't from an 
1540                          * interrupt.
1541                          */
1542
1543                         if (bp->b_flags & B_READ) {
1544                                 /*
1545                                  * When reading, reqpage needs to stay
1546                                  * locked for the parent, but all other
1547                                  * pages can be freed.  We still want to
1548                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1549                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1550                                  * not match anything ).
1551                                  *
1552                                  * We have to wake specifically requested pages
1553                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1554                                  * someone may be waiting for that.
1555                                  *
1556                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1557                                  * be overridden by the original caller of
1558                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1559                                  *
1560                                  * XXX IT IS NOT LEGAL TO FREE THE PAGE HERE
1561                                  * AS THIS MESSES WITH object->memq, and it is
1562                                  * not legal to mess with object->memq from an
1563                                  * interrupt.
1564                                  */
1565
1566                                 m->valid = 0;
1567                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1568
1569                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1570                                         vm_page_free(m);
1571                                 else
1572                                         vm_page_flash(m);
1573                                 /*
1574                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1575                                  * the page up.  The caller needs to.
1576                                  */
1577                         } else {
1578                                 /*
1579                                  * If a write error occurs, reactivate page
1580                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1581                                  * then finish the I/O.
1582                                  */
1583                                 vm_page_dirty(m);
1584                                 vm_page_activate(m);
1585                                 vm_page_io_finish(m);
1586                         }
1587                 } else if (bp->b_flags & B_READ) {
1588                         /*
1589                          * For read success, clear dirty bits.  Nobody should
1590                          * have this page mapped but don't take any chances,
1591                          * make sure the pmap modify bits are also cleared.
1592                          *
1593                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1594                          * overridden by the original caller of getpages so
1595                          * we cannot set them in order to free the underlying
1596                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1597                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1598                          * that existed in the old swapper for a time before
1599                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1600                          *
1601                          * clear PG_ZERO in page.
1602                          *
1603                          * If not the requested page then deactivate it.
1604                          *
1605                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1606                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1607                          * other pages are released (unbusied) by 
1608                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1609                          * valid bits here, it is up to the caller.
1610                          */
1611
1612                         pmap_clear_modify(m);
1613                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1614                         vm_page_undirty(m);
1615                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1616
1617                         /*
1618                          * We have to wake specifically requested pages
1619                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1620                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1621                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1622                          * requested page - getpages expects it to be 
1623                          * left busy.
1624                          */
1625                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1626                                 vm_page_deactivate(m);
1627                                 vm_page_wakeup(m);
1628                         } else {
1629                                 vm_page_flash(m);
1630                         }
1631                 } else {
1632                         /*
1633                          * For write success, clear the modify and dirty 
1634                          * status, then finish the I/O ( which decrements the 
1635                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1636                          */
1637                         pmap_clear_modify(m);
1638                         vm_page_undirty(m);
1639                         vm_page_io_finish(m);
1640                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1641                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1642                 }
1643         }
1644
1645         /*
1646          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1647          * pip refs on the object.
1648          */
1649
1650         if (object)
1651                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1652
1653         /*
1654          * release the physical I/O buffer
1655          */
1656
1657         relpbuf(
1658             bp, 
1659             ((bp->b_flags & B_READ) ? &nsw_rcount : 
1660                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ? 
1661                     &nsw_wcount_async : 
1662                     &nsw_wcount_sync
1663                 )
1664             )
1665         );
1666         splx(s);
1667 }
1668
1669 /************************************************************************
1670  *                              SWAP META DATA                          *
1671  ************************************************************************
1672  *
1673  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1674  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1675  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1676  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1677  *
1678  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1679  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1680  *      appropriate tracking counters.
1681  */
1682
1683 /*
1684  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
1685  *
1686  *      This is an inline helper function which hashes the swapblk given
1687  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
1688  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
1689  *      find a swapblk.
1690  *
1691  *      This routine must be called at splvm().
1692  */
1693
1694 static __inline struct swblock **
1695 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
1696 {
1697         struct swblock **pswap;
1698         struct swblock *swap;
1699
1700         index &= ~SWAP_META_MASK;
1701         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
1702
1703         while ((swap = *pswap) != NULL) {
1704                 if (swap->swb_object == object &&
1705                     swap->swb_index == index
1706                 ) {
1707                         break;
1708                 }
1709                 pswap = &swap->swb_hnext;
1710         }
1711         return(pswap);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1716  *
1717  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1718  *      object.
1719  *
1720  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1721  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1722  *      assigned swapblk is freed.
1723  *
1724  *      This routine must be called at splvm(), except when used to convert
1725  *      an OBJT_DEFAULT object into an OBJT_SWAP object.
1726
1727  */
1728
1729 static void
1730 swp_pager_meta_build(
1731         vm_object_t object, 
1732         vm_pindex_t index,
1733         daddr_t swapblk
1734 ) {
1735         struct swblock *swap;
1736         struct swblock **pswap;
1737
1738         /*
1739          * Convert default object to swap object if necessary
1740          */
1741
1742         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1743                 object->type = OBJT_SWAP;
1744                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1745
1746                 if (object->handle != NULL) {
1747                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1748                             NOBJLIST(object->handle),
1749                             object, 
1750                             pager_object_list
1751                         );
1752                 } else {
1753                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1754                             &swap_pager_un_object_list,
1755                             object, 
1756                             pager_object_list
1757                         );
1758                 }
1759         }
1760         
1761         /*
1762          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1763          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1764          * and, since the hash table may have changed, retry.
1765          */
1766
1767 retry:
1768         pswap = swp_pager_hash(object, index);
1769
1770         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1771                 int i;
1772
1773                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1774                         return;
1775
1776                 swap = *pswap = zalloc(swap_zone);
1777                 if (swap == NULL) {
1778                         VM_WAIT;
1779                         goto retry;
1780                 }
1781                 swap->swb_hnext = NULL;
1782                 swap->swb_object = object;
1783                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
1784                 swap->swb_count = 0;
1785
1786                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1787
1788                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1789                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1790         }
1791
1792         /*
1793          * Delete prior contents of metadata
1794          */
1795
1796         index &= SWAP_META_MASK;
1797
1798         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
1799                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[index], 1);
1800                 --swap->swb_count;
1801         }
1802
1803         /*
1804          * Enter block into metadata
1805          */
1806
1807         swap->swb_pages[index] = swapblk;
1808         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1809                 ++swap->swb_count;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1814  *
1815  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1816  *      returned to the swap bitmap.
1817  *
1818  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1819  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1820  *      with resident pages.
1821  *
1822  *      This routine must be called at splvm()
1823  */
1824
1825 static void
1826 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1827 {
1828         if (object->type != OBJT_SWAP)
1829                 return;
1830
1831         while (count > 0) {
1832                 struct swblock **pswap;
1833                 struct swblock *swap;
1834
1835                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1836
1837                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1838                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1839
1840                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1841                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1842                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1843                                         SWAPBLK_NONE;
1844                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1845                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1846                                         zfree(swap_zone, swap);
1847                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1848                                 }
1849                         }
1850                         --count;
1851                         ++index;
1852                 } else {
1853                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1854                         count -= n;
1855                         index += n;
1856                 }
1857         }
1858 }
1859
1860 /*
1861  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1862  *
1863  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1864  *      an object.
1865  *
1866  *      This routine must be called at splvm()
1867  */
1868
1869 static void
1870 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1871 {
1872         daddr_t index = 0;
1873
1874         if (object->type != OBJT_SWAP)
1875                 return;
1876
1877         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1878                 struct swblock **pswap;
1879                 struct swblock *swap;
1880
1881                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1882                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1883                         int i;
1884
1885                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1886                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1887                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1888                                         --swap->swb_count;
1889                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1890                                 }
1891                         }
1892                         if (swap->swb_count != 0)
1893                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1894                         *pswap = swap->swb_hnext;
1895                         zfree(swap_zone, swap);
1896                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1897                 }
1898                 index += SWAP_META_PAGES;
1899                 if (index > 0x20000000)
1900                         panic("swp_pager_meta_free_all: failed to locate all swap meta blocks");
1901         }
1902 }
1903
1904 /*
1905  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1906  *
1907  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1908  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1909  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1910  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1911  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
1912  *      meta-data swapblks.
1913  *
1914  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1915  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1916  *
1917  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
1918  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
1919  *      busy page.
1920  *
1921  *      This routine must be called at splvm().
1922  *
1923  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1924  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1925  */
1926
1927 static daddr_t
1928 swp_pager_meta_ctl(
1929         vm_object_t object,
1930         vm_pindex_t index,
1931         int flags
1932 ) {
1933         struct swblock **pswap;
1934         struct swblock *swap;
1935         daddr_t r1;
1936
1937         /*
1938          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP 
1939          * and even then might not be allocated yet.
1940          */
1941
1942         if (object->type != OBJT_SWAP)
1943                 return(SWAPBLK_NONE);
1944
1945         r1 = SWAPBLK_NONE;
1946         pswap = swp_pager_hash(object, index);
1947
1948         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1949                 index &= SWAP_META_MASK;
1950                 r1 = swap->swb_pages[index];
1951
1952                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1953                         if (flags & SWM_FREE) {
1954                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1955                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1956                         }
1957                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1958                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
1959                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1960                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1961                                         zfree(swap_zone, swap);
1962                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1963                                 }
1964                         } 
1965                 }
1966         }
1967         return(r1);
1968 }
1969