kernel - Minor cleanups
[dragonfly.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 1998-2010 The DragonFly Project.  All rights reserved.
5  * 
6  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
7  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
8  * 
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
17  *    the documentation and/or other materials provided with the
18  *    distribution.
19  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
20  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
21  *    from this software without specific, prior written permission.
22  * 
23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
24  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
25  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
26  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
27  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
28  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
29  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
30  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
31  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
32  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
33  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
34  * SUCH DAMAGE.
35  * 
36  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
37  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
38  * Copyright (c) 1991, 1993
39  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
40  *
41  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
42  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
43  * Science Department.
44  *
45  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
46  * modification, are permitted provided that the following conditions
47  * are met:
48  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
49  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
50  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
51  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
52  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
53  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
54  *    must display the following acknowledgement:
55  *      This product includes software developed by the University of
56  *      California, Berkeley and its contributors.
57  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
58  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
59  *    without specific prior written permission.
60  *
61  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
62  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
63  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
64  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
65  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
66  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
67  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
68  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
69  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
70  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
71  * SUCH DAMAGE.
72  *
73  *                              New Swap System
74  *                              Matthew Dillon
75  *
76  * Radix Bitmap 'blists'.
77  *
78  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
79  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
80  *        arbitrary degree of fragmentation.
81  *
82  * Features:
83  *
84  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
85  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
86  *        pages.  
87  *
88  *      - on the fly deallocation of swap
89  *
90  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
91  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
92  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
93  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
94  *        or renamed.
95  *
96  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
97  * @(#)swap_pager.c     8.9 (Berkeley) 3/21/94
98  * $FreeBSD: src/sys/vm/swap_pager.c,v 1.130.2.12 2002/08/31 21:15:55 dillon Exp $
99  */
100
101 #include <sys/param.h>
102 #include <sys/systm.h>
103 #include <sys/conf.h>
104 #include <sys/kernel.h>
105 #include <sys/proc.h>
106 #include <sys/buf.h>
107 #include <sys/vnode.h>
108 #include <sys/malloc.h>
109 #include <sys/vmmeter.h>
110 #include <sys/sysctl.h>
111 #include <sys/blist.h>
112 #include <sys/lock.h>
113 #include <sys/thread2.h>
114
115 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
116 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
117 #endif
118
119 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
120
121 #include "opt_swap.h"
122 #include <vm/vm.h>
123 #include <vm/vm_object.h>
124 #include <vm/vm_page.h>
125 #include <vm/vm_pager.h>
126 #include <vm/vm_pageout.h>
127 #include <vm/swap_pager.h>
128 #include <vm/vm_extern.h>
129 #include <vm/vm_zone.h>
130 #include <vm/vnode_pager.h>
131
132 #include <sys/buf2.h>
133 #include <vm/vm_page2.h>
134
135 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
136 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
137
138 #define SWBIO_READ      0x01
139 #define SWBIO_WRITE     0x02
140 #define SWBIO_SYNC      0x04
141
142 struct swfreeinfo {
143         vm_object_t     object;
144         vm_pindex_t     basei;
145         vm_pindex_t     begi;
146         vm_pindex_t     endi;   /* inclusive */
147 };
148
149 /*
150  * vm_swap_size is in page-sized chunks now.  It was DEV_BSIZE'd chunks
151  * in the old system.
152  */
153
154 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
155 int vm_swap_cache_use;
156 int vm_swap_anon_use;
157
158 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
159 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
160 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
161 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
162 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
163 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
164
165 struct blist *swapblist;
166 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
167 static int swap_burst_read = 0; /* allow burst reading */
168
169 /* from vm_swap.c */
170 extern struct vnode *swapdev_vp;
171 extern struct swdevt *swdevt;
172 extern int nswdev;
173
174 #define BLK2DEVIDX(blk) (nswdev > 1 ? blk / dmmax % nswdev : 0)
175
176 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
177         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
178 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_burst_read,
179         CTLFLAG_RW, &swap_burst_read, 0, "Allow burst reads for pageins");
180
181 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_cache_use,
182         CTLFLAG_RD, &vm_swap_cache_use, 0, "");
183 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_anon_use,
184         CTLFLAG_RD, &vm_swap_anon_use, 0, "");
185 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_size,
186         CTLFLAG_RD, &vm_swap_size, 0, "");
187
188 vm_zone_t               swap_zone;
189
190 /*
191  * Red-Black tree for swblock entries
192  *
193  * The caller must hold vm_token
194  */
195 RB_GENERATE2(swblock_rb_tree, swblock, swb_entry, rb_swblock_compare,
196              vm_pindex_t, swb_index);
197
198 int
199 rb_swblock_compare(struct swblock *swb1, struct swblock *swb2)
200 {
201         if (swb1->swb_index < swb2->swb_index)
202                 return(-1);
203         if (swb1->swb_index > swb2->swb_index)
204                 return(1);
205         return(0);
206 }
207
208 static
209 int
210 rb_swblock_scancmp(struct swblock *swb, void *data)
211 {
212         struct swfreeinfo *info = data;
213
214         if (swb->swb_index < info->basei)
215                 return(-1);
216         if (swb->swb_index > info->endi)
217                 return(1);
218         return(0);
219 }
220
221 static
222 int
223 rb_swblock_condcmp(struct swblock *swb, void *data)
224 {
225         struct swfreeinfo *info = data;
226
227         if (swb->swb_index < info->basei)
228                 return(-1);
229         return(0);
230 }
231
232 /*
233  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
234  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
235  * (see vm/swap_pager.h).
236  */
237
238 static void     swap_pager_dealloc (vm_object_t object);
239 static int      swap_pager_getpage (vm_object_t, vm_page_t *, int);
240 static void     swap_chain_iodone(struct bio *biox);
241
242 struct pagerops swappagerops = {
243         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
244         swap_pager_getpage,     /* pagein                               */
245         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
246         swap_pager_haspage      /* get backing store status for page    */
247 };
248
249 /*
250  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
251  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
252  *
253  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
254  * internal.
255  */
256
257 int dmmax;
258 static int dmmax_mask;
259 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
260 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
261
262 static __inline void    swp_sizecheck (void);
263 static void     swp_pager_async_iodone (struct bio *bio);
264
265 /*
266  * Swap bitmap functions
267  */
268
269 static __inline void    swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object,
270                                                 swblk_t blk, int npages);
271 static __inline swblk_t swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages);
272
273 /*
274  * Metadata functions
275  */
276
277 static void swp_pager_meta_convert(vm_object_t);
278 static void swp_pager_meta_build(vm_object_t, vm_pindex_t, swblk_t);
279 static void swp_pager_meta_free(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
280 static void swp_pager_meta_free_all(vm_object_t);
281 static swblk_t swp_pager_meta_ctl(vm_object_t, vm_pindex_t, int);
282
283 /*
284  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
285  *      
286  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
287  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
288  *
289  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
290  *
291  * No restrictions on call
292  * This routine may not block.
293  * SMP races are ok.
294  */
295 static __inline void
296 swp_sizecheck(void)
297 {
298         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
299                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
300                         kprintf("swap_pager: out of swap space\n");
301                         swap_pager_almost_full = 1;
302                 }
303         } else {
304                 swap_pager_full = 0;
305                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
306                         swap_pager_almost_full = 0;
307         }
308 }
309
310 /*
311  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
312  *
313  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
314  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
315  *      system has yet to be initialized at this point.
316  *
317  * Called from the low level boot code only.
318  */
319 static void
320 swap_pager_init(void *arg __unused)
321 {
322         /*
323          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
324          */
325         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
326         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
327 }
328 SYSINIT(vm_mem, SI_BOOT1_VM, SI_ORDER_THIRD, swap_pager_init, NULL)
329
330 /*
331  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
332  *
333  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
334  *      its main loop.
335  *
336  * Called from the low level boot code only.
337  */
338 void
339 swap_pager_swap_init(void)
340 {
341         int n, n2;
342
343         /*
344          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
345          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
346          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
347          * but it isn't very efficient).
348          *
349          * The nsw_cluster_max is constrained by the number of pages an XIO
350          * holds, i.e., (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
351          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
352          * constrained by the swap device interleave stripe size.
353          *
354          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
355          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
356          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
357          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
358          * a higher value would probably generate only a limited improvement
359          * with three or four active swap devices since the system does not
360          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
361          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
362          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
363          * So it all works out pretty well.
364          */
365
366         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
367
368         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
369         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
370         nsw_wcount_async = 4;
371         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
372
373         /*
374          * The zone is dynamically allocated so generally size it to
375          * maxswzone (32MB to 512MB of KVM).  Set a minimum size based
376          * on physical memory of around 8x (each swblock can hold 16 pages).
377          *
378          * With the advent of SSDs (vs HDs) the practical (swap:memory) ratio
379          * has increased dramatically.
380          */
381         n = vmstats.v_page_count / 2;
382         if (maxswzone && n < maxswzone / sizeof(struct swblock))
383                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
384         n2 = n;
385
386         do {
387                 swap_zone = zinit(
388                         "SWAPMETA", 
389                         sizeof(struct swblock), 
390                         n,
391                         ZONE_INTERRUPT, 
392                         1);
393                 if (swap_zone != NULL)
394                         break;
395                 /*
396                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
397                  * size of the previous attempt.
398                  */
399                 n -= ((n + 2) / 3);
400         } while (n > 0);
401
402         if (swap_zone == NULL)
403                 panic("swap_pager_swap_init: swap_zone == NULL");
404         if (n2 != n)
405                 kprintf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
406 }
407
408 /*
409  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
410  *                      its metadata structures.
411  *
412  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
413  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
414  *      and then converting it with swp_pager_meta_convert().
415  *
416  *      We only support unnamed objects.
417  *
418  * No restrictions.
419  */
420 vm_object_t
421 swap_pager_alloc(void *handle, off_t size, vm_prot_t prot, off_t offset)
422 {
423         vm_object_t object;
424
425         KKASSERT(handle == NULL);
426         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
427                                     OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
428         vm_object_hold(object);
429         swp_pager_meta_convert(object);
430         vm_object_drop(object);
431
432         return (object);
433 }
434
435 /*
436  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
437  *
438  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
439  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
440  *      routine is typically called only when the entire object is
441  *      about to be destroyed.
442  *
443  * The object must be locked or unreferenceable.
444  * No other requirements.
445  */
446 static void
447 swap_pager_dealloc(vm_object_t object)
448 {
449         vm_object_hold(object);
450         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
451
452         /*
453          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
454          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
455          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
456          * if paging is still in progress on some objects.
457          */
458         swp_pager_meta_free_all(object);
459         vm_object_drop(object);
460 }
461
462 /************************************************************************
463  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
464  ************************************************************************/
465
466 /*
467  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
468  *
469  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
470  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
471  *      if the allocation failed.
472  *
473  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
474  *      when they configured swap and didn't configure enough.
475  *
476  * The caller must hold the object.
477  * This routine may not block.
478  */
479 static __inline swblk_t
480 swp_pager_getswapspace(vm_object_t object, int npages)
481 {
482         swblk_t blk;
483
484         lwkt_gettoken(&vm_token);
485         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
486                 if (swap_pager_full != 2) {
487                         kprintf("swap_pager_getswapspace: failed alloc=%d\n",
488                                 npages);
489                         swap_pager_full = 2;
490                         swap_pager_almost_full = 1;
491                 }
492         } else {
493                 swapacctspace(blk, -npages);
494                 if (object->type == OBJT_SWAP)
495                         vm_swap_anon_use += npages;
496                 else
497                         vm_swap_cache_use += npages;
498                 swp_sizecheck();
499         }
500         lwkt_reltoken(&vm_token);
501         return(blk);
502 }
503
504 /*
505  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
506  *
507  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
508  *
509  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
510  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
511  *
512  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
513  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
514  *
515  * This routine may not block.
516  */
517
518 static __inline void
519 swp_pager_freeswapspace(vm_object_t object, swblk_t blk, int npages)
520 {
521         struct swdevt *sp = &swdevt[BLK2DEVIDX(blk)];
522
523         lwkt_gettoken(&vm_token);
524         sp->sw_nused -= npages;
525         if (object->type == OBJT_SWAP)
526                 vm_swap_anon_use -= npages;
527         else
528                 vm_swap_cache_use -= npages;
529
530         if (sp->sw_flags & SW_CLOSING) {
531                 lwkt_reltoken(&vm_token);
532                 return;
533         }
534
535         blist_free(swapblist, blk, npages);
536         vm_swap_size += npages;
537         swp_sizecheck();
538         lwkt_reltoken(&vm_token);
539 }
540
541 /*
542  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
543  *                              range within an object.
544  *
545  *      This is a globally accessible routine.
546  *
547  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
548  *
549  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
550  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
551  *      we should be ok.
552  *
553  * No requirements.
554  */
555 void
556 swap_pager_freespace(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t size)
557 {
558         vm_object_hold(object);
559         swp_pager_meta_free(object, start, size);
560         vm_object_drop(object);
561 }
562
563 /*
564  * No requirements.
565  */
566 void
567 swap_pager_freespace_all(vm_object_t object)
568 {
569         vm_object_hold(object);
570         swp_pager_meta_free_all(object);
571         vm_object_drop(object);
572 }
573
574 /*
575  * This function conditionally frees swap cache swap starting at
576  * (*basei) in the object.  (count) swap blocks will be nominally freed.
577  * The actual number of blocks freed can be more or less than the
578  * requested number.
579  *
580  * This function nominally returns the number of blocks freed.  However,
581  * the actual number of blocks freed may be less then the returned value.
582  * If the function is unable to exhaust the object or if it is able to
583  * free (approximately) the requested number of blocks it returns
584  * a value n > count.
585  *
586  * If we exhaust the object we will return a value n <= count.
587  *
588  * The caller must hold the object.
589  *
590  * WARNING!  If count == 0 then -1 can be returned as a degenerate case,
591  *           callers should always pass a count value > 0.
592  */
593 static int swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data);
594
595 int
596 swap_pager_condfree(vm_object_t object, vm_pindex_t *basei, int count)
597 {
598         struct swfreeinfo info;
599         int n;
600         int t;
601
602         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
603
604         info.object = object;
605         info.basei = *basei;    /* skip up to this page index */
606         info.begi = count;      /* max swap pages to destroy */
607         info.endi = count * 8;  /* max swblocks to scan */
608
609         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_condcmp,
610                                 swap_pager_condfree_callback, &info);
611         *basei = info.basei;
612
613         /*
614          * Take the higher difference swblocks vs pages
615          */
616         n = count - (int)info.begi;
617         t = count * 8 - (int)info.endi;
618         if (n < t)
619                 n = t;
620         if (n < 1)
621                 n = 1;
622         return(n);
623 }
624
625 /*
626  * The idea is to free whole meta-block to avoid fragmenting
627  * the swap space or disk I/O.  We only do this if NO VM pages
628  * are present.
629  *
630  * We do not have to deal with clearing PG_SWAPPED in related VM
631  * pages because there are no related VM pages.
632  *
633  * The caller must hold the object.
634  */
635 static int
636 swap_pager_condfree_callback(struct swblock *swap, void *data)
637 {
638         struct swfreeinfo *info = data;
639         vm_object_t object = info->object;
640         int i;
641
642         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
643                 if (vm_page_lookup(object, swap->swb_index + i))
644                         break;
645         }
646         info->basei = swap->swb_index + SWAP_META_PAGES;
647         if (i == SWAP_META_PAGES) {
648                 info->begi -= swap->swb_count;
649                 swap_pager_freespace(object, swap->swb_index, SWAP_META_PAGES);
650         }
651         --info->endi;
652         if ((int)info->begi < 0 || (int)info->endi < 0)
653                 return(-1);
654         lwkt_yield();
655         return(0);
656 }
657
658 /*
659  * Called by vm_page_alloc() when a new VM page is inserted
660  * into a VM object.  Checks whether swap has been assigned to
661  * the page and sets PG_SWAPPED as necessary.
662  *
663  * No requirements.
664  */
665 void
666 swap_pager_page_inserted(vm_page_t m)
667 {
668         if (m->object->swblock_count) {
669                 vm_object_hold(m->object);
670                 if (swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, 0) != SWAPBLK_NONE)
671                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
672                 vm_object_drop(m->object);
673         }
674 }
675
676 /*
677  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
678  *
679  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
680  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
681  *
682  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
683  *
684  * The caller is responsible for avoiding races in the specified range.
685  * No other requirements.
686  */
687 int
688 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
689 {
690         int n = 0;
691         swblk_t blk = SWAPBLK_NONE;
692         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
693
694         vm_object_hold(object);
695
696         while (size) {
697                 if (n == 0) {
698                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
699                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) ==
700                                SWAPBLK_NONE)
701                         {
702                                 n >>= 1;
703                                 if (n == 0) {
704                                         swp_pager_meta_free(object, beg,
705                                                             start - beg);
706                                         vm_object_drop(object);
707                                         return(-1);
708                                 }
709                         }
710                 }
711                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
712                 --size;
713                 ++start;
714                 ++blk;
715                 --n;
716         }
717         swp_pager_meta_free(object, start, n);
718         vm_object_drop(object);
719         return(0);
720 }
721
722 /*
723  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
724  *                      and destroy the source.
725  *
726  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
727  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
728  *      we keep the destination's.
729  *
730  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
731  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
732  *      progress on the source. 
733  *
734  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
735  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
736  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
737  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
738  *
739  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
740  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
741  *
742  *      The source and destination objects must be held by the caller.
743  */
744 void
745 swap_pager_copy(vm_object_t srcobject, vm_object_t dstobject,
746                 vm_pindex_t base_index, int destroysource)
747 {
748         vm_pindex_t i;
749
750         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(srcobject));
751         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(dstobject));
752
753         /*
754          * transfer source to destination.
755          */
756         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
757                 swblk_t dstaddr;
758
759                 /*
760                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
761                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
762                  * if the destination is a resident page, in which case the
763                  * source is thrown away.
764                  */
765                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
766
767                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
768                         /*
769                          * Destination has no swapblk and is not resident,
770                          * copy source.
771                          */
772                         swblk_t srcaddr;
773
774                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(srcobject,
775                                                      base_index + i, SWM_POP);
776
777                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
778                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
779                 } else {
780                         /*
781                          * Destination has valid swapblk or it is represented
782                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
783                          */
784                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, base_index + i, SWM_FREE);
785                 }
786         }
787
788         /*
789          * Free left over swap blocks in source.
790          *
791          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
792          * double-remove the object from the swap queues.
793          */
794         if (destroysource) {
795                 /*
796                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
797                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
798                  * for consistency since we've removed the object from its
799                  * queues.
800                  */
801                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
802                 if (srcobject->type == OBJT_SWAP)
803                         srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
804         }
805 }
806
807 /*
808  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
809  *                              the requested page.
810  *
811  *      We determine whether good backing store exists for the requested
812  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
813  *
814  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
815  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
816  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
817  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
818  *      doing here.
819  *
820  * No requirements.
821  */
822 boolean_t
823 swap_pager_haspage(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
824 {
825         swblk_t blk0;
826
827         /*
828          * do we have good backing store at the requested index ?
829          */
830         vm_object_hold(object);
831         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
832
833         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
834                 vm_object_drop(object);
835                 return (FALSE);
836         }
837         vm_object_drop(object);
838         return (TRUE);
839 }
840
841 /*
842  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
843  *
844  * This removes any associated swap backing store, whether valid or
845  * not, from the page.  This operates on any VM object, not just OBJT_SWAP
846  * objects.
847  *
848  * This routine is typically called when a page is made dirty, at
849  * which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
850  * calls us in a special-case situation
851  *
852  * NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
853  * should make the page dirty before calling this routine.  This routine
854  * does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
855  * depends on it.
856  *
857  * The page must be busied or soft-busied.
858  * The caller can hold the object to avoid blocking, else we might block.
859  * No other requirements.
860  */
861 void
862 swap_pager_unswapped(vm_page_t m)
863 {
864         if (m->flags & PG_SWAPPED) {
865                 vm_object_hold(m->object);
866                 KKASSERT(m->flags & PG_SWAPPED);
867                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
868                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
869                 vm_object_drop(m->object);
870         }
871 }
872
873 /*
874  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
875  *
876  * This implements a VM OBJECT strategy function using swap backing store.
877  * This can operate on any VM OBJECT type, not necessarily just OBJT_SWAP
878  * types.
879  *
880  * This is intended to be a cacheless interface (i.e. caching occurs at
881  * higher levels), and is also used as a swap-based SSD cache for vnode
882  * and device objects.
883  *
884  * All I/O goes directly to and from the swap device.
885  *      
886  * We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
887  * the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
888  * sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
889  * But this is swap, so we let it all hang out.
890  *
891  * No requirements.
892  */
893 void
894 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct bio *bio)
895 {
896         struct buf *bp = bio->bio_buf;
897         struct bio *nbio;
898         vm_pindex_t start;
899         vm_pindex_t biox_blkno = 0;
900         int count;
901         char *data;
902         struct bio *biox;
903         struct buf *bufx;
904         struct bio_track *track;
905
906         /*
907          * tracking for swapdev vnode I/Os
908          */
909         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ)
910                 track = &swapdev_vp->v_track_read;
911         else
912                 track = &swapdev_vp->v_track_write;
913
914         if (bp->b_bcount & PAGE_MASK) {
915                 bp->b_error = EINVAL;
916                 bp->b_flags |= B_ERROR | B_INVAL;
917                 biodone(bio);
918                 kprintf("swap_pager_strategy: bp %p offset %lld size %d, "
919                         "not page bounded\n",
920                         bp, (long long)bio->bio_offset, (int)bp->b_bcount);
921                 return;
922         }
923
924         /*
925          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
926          */
927         bp->b_error = 0;
928         bp->b_flags &= ~B_ERROR;
929         bp->b_resid = bp->b_bcount;
930
931         start = (vm_pindex_t)(bio->bio_offset >> PAGE_SHIFT);
932         count = howmany(bp->b_bcount, PAGE_SIZE);
933         data = bp->b_data;
934
935         /*
936          * Deal with BUF_CMD_FREEBLKS
937          */
938         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_FREEBLKS) {
939                 /*
940                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
941                  *                needed.
942                  */
943                 vm_object_hold(object);
944                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
945                 vm_object_drop(object);
946                 bp->b_resid = 0;
947                 biodone(bio);
948                 return;
949         }
950
951         /*
952          * We need to be able to create a new cluster of I/O's.  We cannot
953          * use the caller fields of the passed bio so push a new one.
954          *
955          * Because nbio is just a placeholder for the cluster links,
956          * we can biodone() the original bio instead of nbio to make
957          * things a bit more efficient.
958          */
959         nbio = push_bio(bio);
960         nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
961         nbio->bio_caller_info1.cluster_head = NULL;
962         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
963
964         biox = NULL;
965         bufx = NULL;
966
967         /*
968          * Execute read or write
969          */
970         vm_object_hold(object);
971
972         while (count > 0) {
973                 swblk_t blk;
974
975                 /*
976                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
977                  * new block and build it into the object.
978                  */
979                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
980                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && bp->b_cmd != BUF_CMD_READ) {
981                         blk = swp_pager_getswapspace(object, 1);
982                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
983                                 bp->b_error = ENOMEM;
984                                 bp->b_flags |= B_ERROR;
985                                 break;
986                         }
987                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
988                 }
989                         
990                 /*
991                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
992                  *
993                  *      - no swap block at this index
994                  *      - swap block is not contiguous
995                  *      - we cross a physical disk boundry in the
996                  *        stripe.
997                  */
998                 if (
999                     biox && (biox_blkno + btoc(bufx->b_bcount) != blk ||
1000                      ((biox_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
1001                     )
1002                 ) {
1003                         if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1004                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1005                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1006                         } else {
1007                                 ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1008                                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1009                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1010                         }
1011
1012                         /*
1013                          * Finished with this buf.
1014                          */
1015                         KKASSERT(bufx->b_bcount != 0);
1016                         if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1017                                 bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1018                         biox = NULL;
1019                         bufx = NULL;
1020                 }
1021
1022                 /*
1023                  * Add new swapblk to biox, instantiating biox if necessary.
1024                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
1025                  */
1026                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1027                         /*
1028                          * We can only get here if we are reading.  Since
1029                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
1030                          * even if chain ops are in progress.
1031                          */
1032                         bzero(data, PAGE_SIZE);
1033                         bp->b_resid -= PAGE_SIZE;
1034                 } else {
1035                         if (biox == NULL) {
1036                                 /* XXX chain count > 4, wait to <= 4 */
1037
1038                                 bufx = getpbuf(NULL);
1039                                 biox = &bufx->b_bio1;
1040                                 cluster_append(nbio, bufx);
1041                                 bufx->b_flags |= (bufx->b_flags & B_ORDERED);
1042                                 bufx->b_cmd = bp->b_cmd;
1043                                 biox->bio_done = swap_chain_iodone;
1044                                 biox->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1045                                 biox->bio_caller_info1.cluster_parent = nbio;
1046                                 biox_blkno = blk;
1047                                 bufx->b_bcount = 0;
1048                                 bufx->b_data = data;
1049                         }
1050                         bufx->b_bcount += PAGE_SIZE;
1051                 }
1052                 --count;
1053                 ++start;
1054                 data += PAGE_SIZE;
1055         }
1056
1057         vm_object_drop(object);
1058
1059         /*
1060          *  Flush out last buffer
1061          */
1062         if (biox) {
1063                 if (bufx->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
1064                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapin;
1065                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += btoc(bufx->b_bcount);
1066                 } else {
1067                         ++mycpu->gd_cnt.v_swapout;
1068                         mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += btoc(bufx->b_bcount);
1069                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1070                 }
1071                 KKASSERT(bufx->b_bcount);
1072                 if (bufx->b_cmd != BUF_CMD_READ)
1073                         bufx->b_dirtyend = bufx->b_bcount;
1074                 /* biox, bufx = NULL */
1075         }
1076
1077         /*
1078          * Now initiate all the I/O.  Be careful looping on our chain as
1079          * I/O's may complete while we are still initiating them.
1080          *
1081          * If the request is a 100% sparse read no bios will be present
1082          * and we just biodone() the buffer.
1083          */
1084         nbio->bio_caller_info2.cluster_tail = NULL;
1085         bufx = nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1086
1087         if (bufx) {
1088                 while (bufx) {
1089                         biox = &bufx->b_bio1;
1090                         BUF_KERNPROC(bufx);
1091                         bufx = bufx->b_cluster_next;
1092                         vn_strategy(swapdev_vp, biox);
1093                 }
1094         } else {
1095                 biodone(bio);
1096         }
1097
1098         /*
1099          * Completion of the cluster will also call biodone_chain(nbio).
1100          * We never call biodone(nbio) so we don't have to worry about
1101          * setting up a bio_done callback.  It's handled in the sub-IO.
1102          */
1103         /**/
1104 }
1105
1106 /*
1107  * biodone callback
1108  *
1109  * No requirements.
1110  */
1111 static void
1112 swap_chain_iodone(struct bio *biox)
1113 {
1114         struct buf **nextp;
1115         struct buf *bufx;       /* chained sub-buffer */
1116         struct bio *nbio;       /* parent nbio with chain glue */
1117         struct buf *bp;         /* original bp associated with nbio */
1118         int chain_empty;
1119
1120         bufx = biox->bio_buf;
1121         nbio = biox->bio_caller_info1.cluster_parent;
1122         bp = nbio->bio_buf;
1123
1124         /*
1125          * Update the original buffer
1126          */
1127         KKASSERT(bp != NULL);
1128         if (bufx->b_flags & B_ERROR) {
1129                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1130                 bp->b_error = bufx->b_error;    /* race ok */
1131         } else if (bufx->b_resid != 0) {
1132                 atomic_set_int(&bufx->b_flags, B_ERROR);
1133                 bp->b_error = EINVAL;           /* race ok */
1134         } else {
1135                 atomic_subtract_int(&bp->b_resid, bufx->b_bcount);
1136         }
1137
1138         /*
1139          * Remove us from the chain.
1140          */
1141         spin_lock(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1142         nextp = &nbio->bio_caller_info1.cluster_head;
1143         while (*nextp != bufx) {
1144                 KKASSERT(*nextp != NULL);
1145                 nextp = &(*nextp)->b_cluster_next;
1146         }
1147         *nextp = bufx->b_cluster_next;
1148         chain_empty = (nbio->bio_caller_info1.cluster_head == NULL);
1149         spin_unlock(&bp->b_lock.lk_spinlock);
1150
1151         /*
1152          * Clean up bufx.  If the chain is now empty we finish out
1153          * the parent.  Note that we may be racing other completions
1154          * so we must use the chain_empty status from above.
1155          */
1156         if (chain_empty) {
1157                 if (bp->b_resid != 0 && !(bp->b_flags & B_ERROR)) {
1158                         atomic_set_int(&bp->b_flags, B_ERROR);
1159                         bp->b_error = EINVAL;
1160                 }
1161                 biodone_chain(nbio);
1162         }
1163         relpbuf(bufx, NULL);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring page in from swap
1168  *
1169  * The requested page may have to be brought in from swap.  Calculate the
1170  * swap block and bring in additional pages if possible.  All pages must
1171  * have contiguous swap block assignments and reside in the same object.
1172  *
1173  * The caller has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1174  * calling us and we should return with the same.
1175  *
1176  * The caller has BUSY'd the page.  We should return with (*mpp) left busy,
1177  * and any additinal pages unbusied.
1178  *
1179  * If the caller encounters a PG_RAM page it will pass it to us even though
1180  * it may be valid and dirty.  We cannot overwrite the page in this case!
1181  * The case is used to allow us to issue pure read-aheads.
1182  *
1183  * NOTE! XXX This code does not entirely pipeline yet due to the fact that
1184  *       the PG_RAM page is validated at the same time as mreq.  What we
1185  *       really need to do is issue a separate read-ahead pbuf.
1186  *
1187  * No requirements.
1188  */
1189 static int
1190 swap_pager_getpage(vm_object_t object, vm_page_t *mpp, int seqaccess)
1191 {
1192         struct buf *bp;
1193         struct bio *bio;
1194         vm_page_t mreq;
1195         vm_page_t m;
1196         vm_offset_t kva;
1197         swblk_t blk;
1198         int i;
1199         int j;
1200         int raonly;
1201         int error;
1202         u_int32_t flags;
1203         vm_page_t marray[XIO_INTERNAL_PAGES];
1204
1205         mreq = *mpp;
1206
1207         vm_object_hold(object);
1208         if (mreq->object != object) {
1209                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1210                     object, 
1211                     mreq->object
1212                 );
1213         }
1214
1215         /*
1216          * We don't want to overwrite a fully valid page as it might be
1217          * dirty.  This case can occur when e.g. vm_fault hits a perfectly
1218          * valid page with PG_RAM set.
1219          *
1220          * In this case we see if the next page is a suitable page-in
1221          * candidate and if it is we issue read-ahead.  PG_RAM will be
1222          * set on the last page of the read-ahead to continue the pipeline.
1223          */
1224         if (mreq->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) {
1225                 if (swap_burst_read == 0 || mreq->pindex + 1 >= object->size) {
1226                         vm_object_drop(object);
1227                         return(VM_PAGER_OK);
1228                 }
1229                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + 1, 0);
1230                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1231                         vm_object_drop(object);
1232                         return(VM_PAGER_OK);
1233                 }
1234                 m = vm_page_lookup_busy_try(object, mreq->pindex + 1,
1235                                             TRUE, &error);
1236                 if (error) {
1237                         vm_object_drop(object);
1238                         return(VM_PAGER_OK);
1239                 } else if (m == NULL) {
1240                         /*
1241                          * Use VM_ALLOC_QUICK to avoid blocking on cache
1242                          * page reuse.
1243                          */
1244                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + 1,
1245                                           VM_ALLOC_QUICK);
1246                         if (m == NULL) {
1247                                 vm_object_drop(object);
1248                                 return(VM_PAGER_OK);
1249                         }
1250                 } else {
1251                         if (m->valid) {
1252                                 vm_page_wakeup(m);
1253                                 vm_object_drop(object);
1254                                 return(VM_PAGER_OK);
1255                         }
1256                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1257                 }
1258                 /* page is busy */
1259                 mreq = m;
1260                 raonly = 1;
1261         } else {
1262                 raonly = 0;
1263         }
1264
1265         /*
1266          * Try to block-read contiguous pages from swap if sequential,
1267          * otherwise just read one page.  Contiguous pages from swap must
1268          * reside within a single device stripe because the I/O cannot be
1269          * broken up across multiple stripes.
1270          *
1271          * Note that blk and iblk can be SWAPBLK_NONE but the loop is
1272          * set up such that the case(s) are handled implicitly.
1273          */
1274         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1275         marray[0] = mreq;
1276
1277         for (i = 1; swap_burst_read &&
1278                     i < XIO_INTERNAL_PAGES &&
1279                     mreq->pindex + i < object->size; ++i) {
1280                 swblk_t iblk;
1281
1282                 iblk = swp_pager_meta_ctl(object, mreq->pindex + i, 0);
1283                 if (iblk != blk + i)
1284                         break;
1285                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1286                         break;
1287                 m = vm_page_lookup_busy_try(object, mreq->pindex + i,
1288                                             TRUE, &error);
1289                 if (error) {
1290                         break;
1291                 } else if (m == NULL) {
1292                         /*
1293                          * Use VM_ALLOC_QUICK to avoid blocking on cache
1294                          * page reuse.
1295                          */
1296                         m = vm_page_alloc(object, mreq->pindex + i,
1297                                           VM_ALLOC_QUICK);
1298                         if (m == NULL)
1299                                 break;
1300                 } else {
1301                         if (m->valid) {
1302                                 vm_page_wakeup(m);
1303                                 break;
1304                         }
1305                         vm_page_unqueue_nowakeup(m);
1306                 }
1307                 /* page is busy */
1308                 marray[i] = m;
1309         }
1310         if (i > 1)
1311                 vm_page_flag_set(marray[i - 1], PG_RAM);
1312
1313         /*
1314          * If mreq is the requested page and we have nothing to do return
1315          * VM_PAGER_FAIL.  If raonly is set mreq is just another read-ahead
1316          * page and must be cleaned up.
1317          */
1318         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1319                 KKASSERT(i == 1);
1320                 if (raonly) {
1321                         vnode_pager_freepage(mreq);
1322                         vm_object_drop(object);
1323                         return(VM_PAGER_OK);
1324                 } else {
1325                         vm_object_drop(object);
1326                         return(VM_PAGER_FAIL);
1327                 }
1328         }
1329
1330         /*
1331          * map our page(s) into kva for input
1332          */
1333         bp = getpbuf_kva(&nsw_rcount);
1334         bio = &bp->b_bio1;
1335         kva = (vm_offset_t) bp->b_kvabase;
1336         bcopy(marray, bp->b_xio.xio_pages, i * sizeof(vm_page_t));
1337         pmap_qenter(kva, bp->b_xio.xio_pages, i);
1338
1339         bp->b_data = (caddr_t)kva;
1340         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * i;
1341         bp->b_xio.xio_npages = i;
1342         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1343         bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1344         bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_READ;
1345
1346         /*
1347          * Set index.  If raonly set the index beyond the array so all
1348          * the pages are treated the same, otherwise the original mreq is
1349          * at index 0.
1350          */
1351         if (raonly)
1352                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)i;
1353         else
1354                 bio->bio_driver_info = (void *)(intptr_t)0;
1355
1356         for (j = 0; j < i; ++j)
1357                 vm_page_flag_set(bp->b_xio.xio_pages[j], PG_SWAPINPROG);
1358
1359         mycpu->gd_cnt.v_swapin++;
1360         mycpu->gd_cnt.v_swappgsin += bp->b_xio.xio_npages;
1361
1362         /*
1363          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1364          * does not remove it.
1365          */
1366         vm_object_pip_add(object, bp->b_xio.xio_npages);
1367
1368         /*
1369          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1370          * this point because we automatically release it on completion.
1371          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1372          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1373          *
1374          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1375          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1376          */
1377         bp->b_cmd = BUF_CMD_READ;
1378         BUF_KERNPROC(bp);
1379         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1380
1381         /*
1382          * Wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1383          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1384          * is set in the meta-data.
1385          *
1386          * If this is a read-ahead only we return immediately without
1387          * waiting for I/O.
1388          */
1389         if (raonly) {
1390                 vm_object_drop(object);
1391                 return(VM_PAGER_OK);
1392         }
1393
1394         /*
1395          * Read-ahead includes originally requested page case.
1396          */
1397         for (;;) {
1398                 flags = mreq->flags;
1399                 cpu_ccfence();
1400                 if ((flags & PG_SWAPINPROG) == 0)
1401                         break;
1402                 tsleep_interlock(mreq, 0);
1403                 if (!atomic_cmpset_int(&mreq->flags, flags,
1404                                        flags | PG_WANTED | PG_REFERENCED)) {
1405                         continue;
1406                 }
1407                 mycpu->gd_cnt.v_intrans++;
1408                 if (tsleep(mreq, PINTERLOCKED, "swread", hz*20)) {
1409                         kprintf(
1410                             "swap_pager: indefinite wait buffer: "
1411                                 " offset: %lld, size: %ld\n",
1412                             (long long)bio->bio_offset,
1413                             (long)bp->b_bcount
1414                         );
1415                 }
1416         }
1417
1418         /*
1419          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1420          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1421          * not be valid.
1422          */
1423         vm_object_drop(object);
1424         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1425                 return(VM_PAGER_ERROR);
1426         else
1427                 return(VM_PAGER_OK);
1428
1429         /*
1430          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1431          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1432          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1433          * to all-zero's later.
1434          */
1435 }
1436
1437 /*
1438  *      swap_pager_putpages: 
1439  *
1440  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1441  *
1442  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1443  *      are automatically converted to SWAP objects.
1444  *
1445  *      In a low memory situation we may block in vn_strategy(), but the new 
1446  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1447  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1448  *      which needs work.
1449  *
1450  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1451  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1452  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1453  *      completion.
1454  *
1455  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1456  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1457  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1458  *
1459  * No requirements.
1460  */
1461 void
1462 swap_pager_putpages(vm_object_t object, vm_page_t *m, int count,
1463                     boolean_t sync, int *rtvals)
1464 {
1465         int i;
1466         int n = 0;
1467
1468         vm_object_hold(object);
1469
1470         if (count && m[0]->object != object) {
1471                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1472                     object, 
1473                     m[0]->object
1474                 );
1475         }
1476
1477         /*
1478          * Step 1
1479          *
1480          * Turn object into OBJT_SWAP
1481          * check for bogus sysops
1482          * force sync if not pageout process
1483          */
1484         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
1485                 if (object->type == OBJT_DEFAULT)
1486                         swp_pager_meta_convert(object);
1487         }
1488
1489         if (curthread != pagethread)
1490                 sync = TRUE;
1491
1492         /*
1493          * Step 2
1494          *
1495          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1496          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1497          */
1498
1499         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1500                 int n;
1501
1502                 /*
1503                  * limit range
1504                  */
1505                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1506                         n = nswbuf / 2;
1507                 if (n < 1)
1508                         n = 1;
1509                 swap_async_max = n;
1510
1511                 /*
1512                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1513                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1514                  * at this time.
1515                  *
1516                  * vm_token needed for nsw_wcount sleep interlock
1517                  */
1518                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1519                 n -= nsw_wcount_async_max;
1520                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1521                         nsw_wcount_async += n;
1522                         nsw_wcount_async_max += n;
1523                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1524                 }
1525                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1526         }
1527
1528         /*
1529          * Step 3
1530          *
1531          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1532          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1533          * successfully.
1534          */
1535
1536         for (i = 0; i < count; i += n) {
1537                 struct buf *bp;
1538                 struct bio *bio;
1539                 swblk_t blk;
1540                 int j;
1541
1542                 /*
1543                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1544                  */
1545
1546                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1547                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1548
1549                 lwkt_gettoken(&vm_token);
1550
1551                 /*
1552                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1553                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1554                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1555                  * fragment swap.
1556                  */
1557                 while (
1558                     (blk = swp_pager_getswapspace(object, n)) == SWAPBLK_NONE &&
1559                     n > 4
1560                 ) {
1561                         n >>= 1;
1562                 }
1563                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1564                         for (j = 0; j < n; ++j)
1565                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1566                         lwkt_reltoken(&vm_token);
1567                         continue;
1568                 }
1569
1570                 /*
1571                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1572                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1573                  * at splvm().
1574                  */
1575                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1576                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1577                         swp_pager_freeswapspace(object, blk + j, n - j);
1578                         n = j;
1579                 }
1580
1581                 /*
1582                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1583                  * request and assign the swap space.
1584                  */
1585                 if (sync == TRUE)
1586                         bp = getpbuf_kva(&nsw_wcount_sync);
1587                 else
1588                         bp = getpbuf_kva(&nsw_wcount_async);
1589                 bio = &bp->b_bio1;
1590
1591                 lwkt_reltoken(&vm_token);
1592
1593                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1594
1595                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1596                 bio->bio_offset = (off_t)blk << PAGE_SHIFT;
1597
1598                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1599                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1600
1601                         swp_pager_meta_build(mreq->object, mreq->pindex,
1602                                              blk + j);
1603                         if (object->type == OBJT_SWAP)
1604                                 vm_page_dirty(mreq);
1605                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1606
1607                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1608                         bp->b_xio.xio_pages[j] = mreq;
1609                 }
1610                 bp->b_xio.xio_npages = n;
1611
1612                 mycpu->gd_cnt.v_swapout++;
1613                 mycpu->gd_cnt.v_swappgsout += bp->b_xio.xio_npages;
1614
1615                 bp->b_dirtyoff = 0;             /* req'd for NFS */
1616                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;  /* req'd for NFS */
1617                 bp->b_cmd = BUF_CMD_WRITE;
1618                 bio->bio_caller_info1.index = SWBIO_WRITE;
1619
1620                 /*
1621                  * asynchronous
1622                  */
1623                 if (sync == FALSE) {
1624                         bio->bio_done = swp_pager_async_iodone;
1625                         BUF_KERNPROC(bp);
1626                         vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1627
1628                         for (j = 0; j < n; ++j)
1629                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1630                         continue;
1631                 }
1632
1633                 /*
1634                  * Issue synchrnously.
1635                  *
1636                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1637                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1638                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1639                  * double-free.
1640                  */
1641                 bio->bio_caller_info1.index |= SWBIO_SYNC;
1642                 bio->bio_done = biodone_sync;
1643                 bio->bio_flags |= BIO_SYNC;
1644                 vn_strategy(swapdev_vp, bio);
1645                 biowait(bio, "swwrt");
1646
1647                 for (j = 0; j < n; ++j)
1648                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1649
1650                 /*
1651                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1652                  * normal async completion, which frees everything up.
1653                  */
1654                 swp_pager_async_iodone(bio);
1655         }
1656         vm_object_drop(object);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * No requirements.
1661  */
1662 void
1663 swap_pager_newswap(void)
1664 {
1665         swp_sizecheck();
1666 }
1667
1668 /*
1669  *      swp_pager_async_iodone:
1670  *
1671  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1672  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1673  *
1674  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1675  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1676  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1677  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1678  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1679  *
1680  *      This routine may not block.
1681  *
1682  * No requirements.
1683  */
1684 static void
1685 swp_pager_async_iodone(struct bio *bio)
1686 {
1687         struct buf *bp = bio->bio_buf;
1688         vm_object_t object = NULL;
1689         int i;
1690         int *nswptr;
1691
1692         /*
1693          * report error
1694          */
1695         if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1696                 kprintf(
1697                     "swap_pager: I/O error - %s failed; offset %lld,"
1698                         "size %ld, error %d\n",
1699                     ((bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) ?
1700                         "pagein" : "pageout"),
1701                     (long long)bio->bio_offset,
1702                     (long)bp->b_bcount,
1703                     bp->b_error
1704                 );
1705         }
1706
1707         /*
1708          * set object, raise to splvm().
1709          */
1710         if (bp->b_xio.xio_npages)
1711                 object = bp->b_xio.xio_pages[0]->object;
1712
1713         /*
1714          * remove the mapping for kernel virtual
1715          */
1716         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_xio.xio_npages);
1717
1718         /*
1719          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1720          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1721          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1722          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1723          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1724          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1725          */
1726         for (i = 0; i < bp->b_xio.xio_npages; ++i) {
1727                 vm_page_t m = bp->b_xio.xio_pages[i];
1728
1729                 if (bp->b_flags & B_ERROR) {
1730                         /*
1731                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1732                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1733                          * can never be used again.  But I can't from an 
1734                          * interrupt.
1735                          */
1736
1737                         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1738                                 /*
1739                                  * When reading, reqpage needs to stay
1740                                  * locked for the parent, but all other
1741                                  * pages can be freed.  We still want to
1742                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1743                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1744                                  * not match anything ).
1745                                  *
1746                                  * We have to wake specifically requested pages
1747                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1748                                  * someone may be waiting for that.
1749                                  *
1750                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1751                                  * be overridden by the original caller of
1752                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1753                                  *
1754                                  * NOTE: We can't actually free the page from
1755                                  * here, because this is an interrupt.  It
1756                                  * is not legal to mess with object->memq
1757                                  * from an interrupt.  Deactivate the page
1758                                  * instead.
1759                                  */
1760
1761                                 m->valid = 0;
1762                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1763                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1764
1765                                 /*
1766                                  * bio_driver_info holds the requested page
1767                                  * index.
1768                                  */
1769                                 if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1770                                         vm_page_deactivate(m);
1771                                         vm_page_wakeup(m);
1772                                 } else {
1773                                         vm_page_flash(m);
1774                                 }
1775                                 /*
1776                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1777                                  * the page up.  The caller needs to.
1778                                  */
1779                         } else {
1780                                 /*
1781                                  * If a write error occurs remove the swap
1782                                  * assignment (note that PG_SWAPPED may or
1783                                  * may not be set depending on prior activity).
1784                                  *
1785                                  * Re-dirty OBJT_SWAP pages as there is no
1786                                  * other backing store, we can't throw the
1787                                  * page away.
1788                                  *
1789                                  * Non-OBJT_SWAP pages (aka swapcache) must
1790                                  * not be dirtied since they may not have
1791                                  * been dirty in the first place, and they
1792                                  * do have backing store (the vnode).
1793                                  */
1794                                 vm_page_busy_wait(m, FALSE, "swadpg");
1795                                 swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex,
1796                                                    SWM_FREE);
1797                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPPED);
1798                                 if (m->object->type == OBJT_SWAP) {
1799                                         vm_page_dirty(m);
1800                                         vm_page_activate(m);
1801                                 }
1802                                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1803                                 vm_page_io_finish(m);
1804                                 vm_page_wakeup(m);
1805                         }
1806                 } else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ) {
1807                         /*
1808                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1809                          * overridden by the original caller of getpages so
1810                          * we cannot set them in order to free the underlying
1811                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1812                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1813                          * that existed in the old swapper for a time before
1814                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1815                          *
1816                          * clear PG_ZERO in page.
1817                          *
1818                          * If not the requested page then deactivate it.
1819                          *
1820                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1821                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1822                          * other pages are released (unbusied) by 
1823                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1824                          * valid bits here, it is up to the caller.
1825                          */
1826
1827                         /* 
1828                          * NOTE: can't call pmap_clear_modify(m) from an
1829                          * interrupt thread, the pmap code may have to map
1830                          * non-kernel pmaps and currently asserts the case.
1831                          */
1832                         /*pmap_clear_modify(m);*/
1833                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1834                         vm_page_undirty(m);
1835                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO | PG_SWAPINPROG);
1836                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1837
1838                         /*
1839                          * We have to wake specifically requested pages
1840                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1841                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1842                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1843                          * requested page - getpages expects it to be 
1844                          * left busy.
1845                          *
1846                          * bio_driver_info holds the requested page
1847                          */
1848                         if (i != (int)(intptr_t)bio->bio_driver_info) {
1849                                 vm_page_deactivate(m);
1850                                 vm_page_wakeup(m);
1851                         } else {
1852                                 vm_page_flash(m);
1853                         }
1854                 } else {
1855                         /*
1856                          * Mark the page clean but do not mess with the
1857                          * pmap-layer's modified state.  That state should
1858                          * also be clear since the caller protected the
1859                          * page VM_PROT_READ, but allow the case.
1860                          *
1861                          * We are in an interrupt, avoid pmap operations.
1862                          *
1863                          * If we have a severe page deficit, deactivate the
1864                          * page.  Do not try to cache it (which would also
1865                          * involve a pmap op), because the page might still
1866                          * be read-heavy.
1867                          *
1868                          * When using the swap to cache clean vnode pages
1869                          * we do not mess with the page dirty bits.
1870                          */
1871                         vm_page_busy_wait(m, FALSE, "swadpg");
1872                         if (m->object->type == OBJT_SWAP)
1873                                 vm_page_undirty(m);
1874                         vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1875                         vm_page_flag_set(m, PG_SWAPPED);
1876                         if (vm_page_count_severe())
1877                                 vm_page_deactivate(m);
1878 #if 0
1879                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1880                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1881 #endif
1882                         vm_page_io_finish(m);
1883                         vm_page_wakeup(m);
1884                 }
1885         }
1886
1887         /*
1888          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1889          * pip refs on the object.
1890          */
1891
1892         if (object)
1893                 vm_object_pip_wakeup_n(object, bp->b_xio.xio_npages);
1894
1895         /*
1896          * Release the physical I/O buffer.
1897          *
1898          * NOTE: Due to synchronous operations in the write case b_cmd may
1899          *       already be set to BUF_CMD_DONE and BIO_SYNC may have already
1900          *       been cleared.
1901          *
1902          * Use vm_token to interlock nsw_rcount/wcount wakeup?
1903          */
1904         lwkt_gettoken(&vm_token);
1905         if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_READ)
1906                 nswptr = &nsw_rcount;
1907         else if (bio->bio_caller_info1.index & SWBIO_SYNC)
1908                 nswptr = &nsw_wcount_sync;
1909         else
1910                 nswptr = &nsw_wcount_async;
1911         bp->b_cmd = BUF_CMD_DONE;
1912         relpbuf(bp, nswptr);
1913         lwkt_reltoken(&vm_token);
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Fault-in a potentially swapped page and remove the swap reference.
1918  *
1919  * object must be held.
1920  */
1921 static __inline void
1922 swp_pager_fault_page(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1923 {
1924         struct vnode *vp;
1925         vm_page_t m;
1926         int error;
1927
1928         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
1929
1930         if (object->type == OBJT_VNODE) {
1931                 /*
1932                  * Any swap related to a vnode is due to swapcache.  We must
1933                  * vget() the vnode in case it is not active (otherwise
1934                  * vref() will panic).  Calling vm_object_page_remove() will
1935                  * ensure that any swap ref is removed interlocked with the
1936                  * page.  clean_only is set to TRUE so we don't throw away
1937                  * dirty pages.
1938                  */
1939                 vp = object->handle;
1940                 error = vget(vp, LK_SHARED | LK_RETRY | LK_CANRECURSE);
1941                 if (error == 0) {
1942                         vm_object_page_remove(object, pindex, pindex + 1, TRUE);
1943                         vput(vp);
1944                 }
1945         } else {
1946                 /*
1947                  * Otherwise it is a normal OBJT_SWAP object and we can
1948                  * fault the page in and remove the swap.
1949                  */
1950                 m = vm_fault_object_page(object, IDX_TO_OFF(pindex),
1951                                          VM_PROT_NONE,
1952                                          VM_FAULT_DIRTY | VM_FAULT_UNSWAP,
1953                                          &error);
1954                 if (m)
1955                         vm_page_unhold(m);
1956         }
1957 }
1958
1959 int
1960 swap_pager_swapoff(int devidx)
1961 {
1962         vm_object_t object;
1963         struct swblock *swap;
1964         swblk_t v;
1965         int i;
1966
1967         lwkt_gettoken(&vmobj_token);
1968 rescan:
1969         TAILQ_FOREACH(object, &vm_object_list, object_list) {
1970                 if (object->type != OBJT_SWAP && object->type != OBJT_VNODE)
1971                         continue;
1972                 vm_object_hold(object);
1973                 if (object->type == OBJT_SWAP || object->type == OBJT_VNODE) {
1974                         RB_FOREACH(swap,
1975                                    swblock_rb_tree, &object->swblock_root) {
1976                                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1977                                         v = swap->swb_pages[i];
1978                                         if (v != SWAPBLK_NONE &&
1979                                             BLK2DEVIDX(v) == devidx) {
1980                                                 swp_pager_fault_page(
1981                                                     object,
1982                                                     swap->swb_index + i);
1983                                                 vm_object_drop(object);
1984                                                 goto rescan;
1985                                         }
1986                                 }
1987                         }
1988                 }
1989                 vm_object_drop(object);
1990         }
1991         lwkt_reltoken(&vmobj_token);
1992
1993         /*
1994          * If we fail to locate all swblocks we just fail gracefully and
1995          * do not bother to restore paging on the swap device.  If the
1996          * user wants to retry the user can retry.
1997          */
1998         if (swdevt[devidx].sw_nused)
1999                 return (1);
2000         else
2001                 return (0);
2002 }
2003
2004 /************************************************************************
2005  *                              SWAP META DATA                          *
2006  ************************************************************************
2007  *
2008  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
2009  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
2010  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
2011  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
2012  *
2013  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
2014  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
2015  *      appropriate tracking counters.
2016  */
2017
2018 /*
2019  * Lookup the swblock containing the specified swap block index.
2020  *
2021  * The caller must hold the object.
2022  */
2023 static __inline
2024 struct swblock *
2025 swp_pager_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
2026 {
2027         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2028         index &= ~SWAP_META_MASK;
2029         return (RB_LOOKUP(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, index));
2030 }
2031
2032 /*
2033  * Remove a swblock from the RB tree.
2034  *
2035  * The caller must hold the object.
2036  */
2037 static __inline
2038 void
2039 swp_pager_remove(vm_object_t object, struct swblock *swap)
2040 {
2041         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2042         RB_REMOVE(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Convert default object to swap object if necessary
2047  *
2048  * The caller must hold the object.
2049  */
2050 static void
2051 swp_pager_meta_convert(vm_object_t object)
2052 {
2053         if (object->type == OBJT_DEFAULT) {
2054                 object->type = OBJT_SWAP;
2055                 KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2056         }
2057 }
2058
2059 /*
2060  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
2061  *
2062  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
2063  *      object.  Vnode objects do not need to be converted.
2064  *
2065  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
2066  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
2067  *      assigned swapblk is freed.
2068  *
2069  * The caller must hold the object.
2070  */
2071 static void
2072 swp_pager_meta_build(vm_object_t object, vm_pindex_t index, swblk_t swapblk)
2073 {
2074         struct swblock *swap;
2075         struct swblock *oswap;
2076
2077         KKASSERT(swapblk != SWAPBLK_NONE);
2078         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2079
2080         /*
2081          * Convert object if necessary
2082          */
2083         if (object->type == OBJT_DEFAULT)
2084                 swp_pager_meta_convert(object);
2085         
2086         /*
2087          * Locate swblock.  If not found create, but if we aren't adding
2088          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
2089          * and, since the hash table may have changed, retry.
2090          */
2091 retry:
2092         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2093
2094         if (swap == NULL) {
2095                 int i;
2096
2097                 swap = zalloc(swap_zone);
2098                 if (swap == NULL) {
2099                         vm_wait(0);
2100                         goto retry;
2101                 }
2102                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
2103                 swap->swb_count = 0;
2104
2105                 ++object->swblock_count;
2106
2107                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
2108                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
2109                 oswap = RB_INSERT(swblock_rb_tree, &object->swblock_root, swap);
2110                 KKASSERT(oswap == NULL);
2111         }
2112
2113         /*
2114          * Delete prior contents of metadata
2115          */
2116
2117         index &= SWAP_META_MASK;
2118
2119         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
2120                 swp_pager_freeswapspace(object, swap->swb_pages[index], 1);
2121                 --swap->swb_count;
2122         }
2123
2124         /*
2125          * Enter block into metadata
2126          */
2127         swap->swb_pages[index] = swapblk;
2128         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
2129                 ++swap->swb_count;
2130 }
2131
2132 /*
2133  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
2134  *
2135  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
2136  *      returned to the swap bitmap.
2137  *
2138  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
2139  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
2140  *      with resident pages.
2141  *
2142  * The caller must hold the object.
2143  */
2144 static int swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swb, void *data);
2145
2146 static void
2147 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, vm_pindex_t count)
2148 {
2149         struct swfreeinfo info;
2150
2151         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2152
2153         /*
2154          * Nothing to do
2155          */
2156         if (object->swblock_count == 0) {
2157                 KKASSERT(RB_EMPTY(&object->swblock_root));
2158                 return;
2159         }
2160         if (count == 0)
2161                 return;
2162
2163         /*
2164          * Setup for RB tree scan.  Note that the pindex range can be huge
2165          * due to the 64 bit page index space so we cannot safely iterate.
2166          */
2167         info.object = object;
2168         info.basei = index & ~SWAP_META_MASK;
2169         info.begi = index;
2170         info.endi = index + count - 1;
2171         swblock_rb_tree_RB_SCAN(&object->swblock_root, rb_swblock_scancmp,
2172                                 swp_pager_meta_free_callback, &info);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * The caller must hold the object.
2177  */
2178 static
2179 int
2180 swp_pager_meta_free_callback(struct swblock *swap, void *data)
2181 {
2182         struct swfreeinfo *info = data;
2183         vm_object_t object = info->object;
2184         int index;
2185         int eindex;
2186
2187         /*
2188          * Figure out the range within the swblock.  The wider scan may
2189          * return edge-case swap blocks when the start and/or end points
2190          * are in the middle of a block.
2191          */
2192         if (swap->swb_index < info->begi)
2193                 index = (int)info->begi & SWAP_META_MASK;
2194         else
2195                 index = 0;
2196
2197         if (swap->swb_index + SWAP_META_PAGES > info->endi)
2198                 eindex = (int)info->endi & SWAP_META_MASK;
2199         else
2200                 eindex = SWAP_META_MASK;
2201
2202         /*
2203          * Scan and free the blocks.  The loop terminates early
2204          * if (swap) runs out of blocks and could be freed.
2205          */
2206         while (index <= eindex) {
2207                 swblk_t v = swap->swb_pages[index];
2208
2209                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
2210                         swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2211                         if (--swap->swb_count == 0) {
2212                                 swp_pager_remove(object, swap);
2213                                 zfree(swap_zone, swap);
2214                                 --object->swblock_count;
2215                                 break;
2216                         }
2217                         swp_pager_freeswapspace(object, v, 1); /* can block */
2218                 }
2219                 ++index;
2220         }
2221         /* swap may be invalid here due to zfree above */
2222         return(0);
2223 }
2224
2225 /*
2226  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
2227  *
2228  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
2229  *      an object.
2230  *
2231  * The caller must hold the object.
2232  */
2233 static void
2234 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
2235 {
2236         struct swblock *swap;
2237         int i;
2238
2239         ASSERT_LWKT_TOKEN_HELD(vm_object_token(object));
2240
2241         while ((swap = RB_ROOT(&object->swblock_root)) != NULL) {
2242                 swp_pager_remove(object, swap);
2243                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
2244                         swblk_t v = swap->swb_pages[i];
2245                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
2246                                 --swap->swb_count;
2247                                 swp_pager_freeswapspace(object, v, 1);
2248                         }
2249                 }
2250                 if (swap->swb_count != 0)
2251                         panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
2252                 zfree(swap_zone, swap);
2253                 --object->swblock_count;
2254         }
2255         KKASSERT(object->swblock_count == 0);
2256 }
2257
2258 /*
2259  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
2260  *
2261  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
2262  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
2263  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
2264  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
2265  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
2266  *      meta-data swapblks.
2267  *
2268  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
2269  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
2270  *
2271  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
2272  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
2273  *      busy page.
2274  *
2275  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
2276  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
2277  *
2278  * The caller must hold the object.
2279  */
2280 static swblk_t
2281 swp_pager_meta_ctl(vm_object_t object, vm_pindex_t index, int flags)
2282 {
2283         struct swblock *swap;
2284         swblk_t r1;
2285
2286         if (object->swblock_count == 0)
2287                 return(SWAPBLK_NONE);
2288
2289         r1 = SWAPBLK_NONE;
2290         swap = swp_pager_lookup(object, index);
2291
2292         if (swap != NULL) {
2293                 index &= SWAP_META_MASK;
2294                 r1 = swap->swb_pages[index];
2295
2296                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
2297                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
2298                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
2299                                 if (--swap->swb_count == 0) {
2300                                         swp_pager_remove(object, swap);
2301                                         zfree(swap_zone, swap);
2302                                         --object->swblock_count;
2303                                 }
2304                         } 
2305                         if (flags & SWM_FREE) {
2306                                 swp_pager_freeswapspace(object, r1, 1);
2307                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
2308                         }
2309                 }
2310         }
2311         return(r1);
2312 }