]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/swap_pager.c
Add one more comment to the OOM changes so that future readers of
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / swap_pager.c
1 /*
2  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon,
3  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
4  * Copyright (c) 1990 University of Utah.
5  * Copyright (c) 1991, 1993
6  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
10  * Science Department.
11  *
12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
13  * modification, are permitted provided that the following conditions
14  * are met:
15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
21  *    must display the following acknowledgement:
22  *      This product includes software developed by the University of
23  *      California, Berkeley and its contributors.
24  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
26  *    without specific prior written permission.
27  *
28  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
29  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
30  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
31  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
32  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
33  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
34  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
35  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
36  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
37  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
38  * SUCH DAMAGE.
39  *
40  *                              New Swap System
41  *                              Matthew Dillon
42  *
43  * Radix Bitmap 'blists'.
44  *
45  *      - The new swapper uses the new radix bitmap code.  This should scale
46  *        to arbitrarily small or arbitrarily large swap spaces and an almost
47  *        arbitrary degree of fragmentation.
48  *
49  * Features:
50  *
51  *      - on the fly reallocation of swap during putpages.  The new system
52  *        does not try to keep previously allocated swap blocks for dirty
53  *        pages.  
54  *
55  *      - on the fly deallocation of swap
56  *
57  *      - No more garbage collection required.  Unnecessarily allocated swap
58  *        blocks only exist for dirty vm_page_t's now and these are already
59  *        cycled (in a high-load system) by the pager.  We also do on-the-fly
60  *        removal of invalidated swap blocks when a page is destroyed
61  *        or renamed.
62  *
63  * from: Utah $Hdr: swap_pager.c 1.4 91/04/30$
64  *
65  *      @(#)swap_pager.c        8.9 (Berkeley) 3/21/94
66  *
67  * $FreeBSD$
68  */
69
70 #include <sys/param.h>
71 #include <sys/systm.h>
72 #include <sys/conf.h>
73 #include <sys/kernel.h>
74 #include <sys/proc.h>
75 #include <sys/bio.h>
76 #include <sys/buf.h>
77 #include <sys/vnode.h>
78 #include <sys/malloc.h>
79 #include <sys/vmmeter.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/blist.h>
82 #include <sys/lock.h>
83 #include <sys/sx.h>
84 #include <sys/vmmeter.h>
85
86 #ifndef MAX_PAGEOUT_CLUSTER
87 #define MAX_PAGEOUT_CLUSTER 16
88 #endif
89
90 #define SWB_NPAGES      MAX_PAGEOUT_CLUSTER
91
92 #include "opt_swap.h"
93 #include <vm/vm.h>
94 #include <vm/pmap.h>
95 #include <vm/vm_map.h>
96 #include <vm/vm_kern.h>
97 #include <vm/vm_object.h>
98 #include <vm/vm_page.h>
99 #include <vm/vm_pager.h>
100 #include <vm/vm_pageout.h>
101 #include <vm/vm_zone.h>
102 #include <vm/swap_pager.h>
103 #include <vm/vm_extern.h>
104
105 #define SWM_FREE        0x02    /* free, period                 */
106 #define SWM_POP         0x04    /* pop out                      */
107
108 /*
109  * vm_swap_size is in page-sized chunks now.  It was DEV_BSIZE'd chunks
110  * in the old system.
111  */
112
113 extern int vm_swap_size;        /* number of free swap blocks, in pages */
114
115 int swap_pager_full;            /* swap space exhaustion (task killing) */
116 static int swap_pager_almost_full; /* swap space exhaustion (w/ hysteresis)*/
117 static int nsw_rcount;          /* free read buffers                    */
118 static int nsw_wcount_sync;     /* limit write buffers / synchronous    */
119 static int nsw_wcount_async;    /* limit write buffers / asynchronous   */
120 static int nsw_wcount_async_max;/* assigned maximum                     */
121 static int nsw_cluster_max;     /* maximum VOP I/O allowed              */
122
123 struct blist *swapblist;
124 static struct swblock **swhash;
125 static int swhash_mask;
126 static int swap_async_max = 4;  /* maximum in-progress async I/O's      */
127 static struct sx sw_alloc_sx;
128
129 /* from vm_swap.c */
130 extern struct vnode *swapdev_vp;
131 extern struct swdevt *swdevt;
132 extern int nswdev;
133
134 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, swap_async_max,
135         CTLFLAG_RW, &swap_async_max, 0, "Maximum running async swap ops");
136
137 #define BLK2DEVIDX(blk) (nswdev > 1 ? blk / dmmax % nswdev : 0)
138
139 /*
140  * "named" and "unnamed" anon region objects.  Try to reduce the overhead
141  * of searching a named list by hashing it just a little.
142  */
143
144 #define NOBJLISTS               8
145
146 #define NOBJLIST(handle)        \
147         (&swap_pager_object_list[((int)(intptr_t)handle >> 4) & (NOBJLISTS-1)])
148
149 static struct mtx sw_alloc_mtx; /* protect list manipulation */ 
150 static struct pagerlst  swap_pager_object_list[NOBJLISTS];
151 struct pagerlst         swap_pager_un_object_list;
152 vm_zone_t               swap_zone;
153
154 /*
155  * pagerops for OBJT_SWAP - "swap pager".  Some ops are also global procedure
156  * calls hooked from other parts of the VM system and do not appear here.
157  * (see vm/swap_pager.h).
158  */
159
160 static vm_object_t
161                 swap_pager_alloc __P((void *handle, vm_ooffset_t size,
162                                       vm_prot_t prot, vm_ooffset_t offset));
163 static void     swap_pager_dealloc __P((vm_object_t object));
164 static int      swap_pager_getpages __P((vm_object_t, vm_page_t *, int, int));
165 static void     swap_pager_init __P((void));
166 static void     swap_pager_unswapped __P((vm_page_t));
167 static void     swap_pager_strategy __P((vm_object_t, struct bio *));
168
169 struct pagerops swappagerops = {
170         swap_pager_init,        /* early system initialization of pager */
171         swap_pager_alloc,       /* allocate an OBJT_SWAP object         */
172         swap_pager_dealloc,     /* deallocate an OBJT_SWAP object       */
173         swap_pager_getpages,    /* pagein                               */
174         swap_pager_putpages,    /* pageout                              */
175         swap_pager_haspage,     /* get backing store status for page    */
176         swap_pager_unswapped,   /* remove swap related to page          */
177         swap_pager_strategy     /* pager strategy call                  */
178 };
179
180 static struct buf *getchainbuf(struct bio *bp, struct vnode *vp, int flags);
181 static void flushchainbuf(struct buf *nbp);
182 static void waitchainbuf(struct bio *bp, int count, int done);
183
184 /*
185  * dmmax is in page-sized chunks with the new swap system.  It was
186  * dev-bsized chunks in the old.  dmmax is always a power of 2.
187  *
188  * swap_*() routines are externally accessible.  swp_*() routines are
189  * internal.
190  */
191
192 int dmmax;
193 static int dmmax_mask;
194 int nswap_lowat = 128;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
195 int nswap_hiwat = 512;          /* in pages, swap_pager_almost_full warn */
196
197 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, dmmax,
198         CTLFLAG_RD, &dmmax, 0, "Maximum size of a swap block");
199
200 static __inline void    swp_sizecheck __P((void));
201 static void     swp_pager_sync_iodone __P((struct buf *bp));
202 static void     swp_pager_async_iodone __P((struct buf *bp));
203
204 /*
205  * Swap bitmap functions
206  */
207
208 static __inline void    swp_pager_freeswapspace __P((daddr_t blk, int npages));
209 static __inline daddr_t swp_pager_getswapspace __P((int npages));
210
211 /*
212  * Metadata functions
213  */
214
215 static void swp_pager_meta_build __P((vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t));
216 static void swp_pager_meta_free __P((vm_object_t, vm_pindex_t, daddr_t));
217 static void swp_pager_meta_free_all __P((vm_object_t));
218 static daddr_t swp_pager_meta_ctl __P((vm_object_t, vm_pindex_t, int));
219
220 /*
221  * SWP_SIZECHECK() -    update swap_pager_full indication
222  *      
223  *      update the swap_pager_almost_full indication and warn when we are
224  *      about to run out of swap space, using lowat/hiwat hysteresis.
225  *
226  *      Clear swap_pager_full ( task killing ) indication when lowat is met.
227  *
228  *      No restrictions on call
229  *      This routine may not block.
230  *      This routine must be called at splvm()
231  */
232
233 static __inline void
234 swp_sizecheck()
235 {
236         GIANT_REQUIRED;
237
238         if (vm_swap_size < nswap_lowat) {
239                 if (swap_pager_almost_full == 0) {
240                         printf("swap_pager: out of swap space\n");
241                         swap_pager_almost_full = 1;
242                 }
243         } else {
244                 swap_pager_full = 0;
245                 if (vm_swap_size > nswap_hiwat)
246                         swap_pager_almost_full = 0;
247         }
248 }
249
250 /*
251  * SWAP_PAGER_INIT() -  initialize the swap pager!
252  *
253  *      Expected to be started from system init.  NOTE:  This code is run 
254  *      before much else so be careful what you depend on.  Most of the VM
255  *      system has yet to be initialized at this point.
256  */
257
258 static void
259 swap_pager_init()
260 {
261         /*
262          * Initialize object lists
263          */
264         int i;
265
266         for (i = 0; i < NOBJLISTS; ++i)
267                 TAILQ_INIT(&swap_pager_object_list[i]);
268         TAILQ_INIT(&swap_pager_un_object_list);
269         mtx_init(&sw_alloc_mtx, "swap_pager list", MTX_DEF);
270
271         /*
272          * Device Stripe, in PAGE_SIZE'd blocks
273          */
274
275         dmmax = SWB_NPAGES * 2;
276         dmmax_mask = ~(dmmax - 1);
277 }
278
279 /*
280  * SWAP_PAGER_SWAP_INIT() - swap pager initialization from pageout process
281  *
282  *      Expected to be started from pageout process once, prior to entering
283  *      its main loop.
284  */
285
286 void
287 swap_pager_swap_init()
288 {
289         int n, n2;
290
291         /*
292          * Number of in-transit swap bp operations.  Don't
293          * exhaust the pbufs completely.  Make sure we
294          * initialize workable values (0 will work for hysteresis
295          * but it isn't very efficient).
296          *
297          * The nsw_cluster_max is constrained by the bp->b_pages[]
298          * array (MAXPHYS/PAGE_SIZE) and our locally defined
299          * MAX_PAGEOUT_CLUSTER.   Also be aware that swap ops are
300          * constrained by the swap device interleave stripe size.
301          *
302          * Currently we hardwire nsw_wcount_async to 4.  This limit is 
303          * designed to prevent other I/O from having high latencies due to
304          * our pageout I/O.  The value 4 works well for one or two active swap
305          * devices but is probably a little low if you have more.  Even so,
306          * a higher value would probably generate only a limited improvement
307          * with three or four active swap devices since the system does not
308          * typically have to pageout at extreme bandwidths.   We will want
309          * at least 2 per swap devices, and 4 is a pretty good value if you
310          * have one NFS swap device due to the command/ack latency over NFS.
311          * So it all works out pretty well.
312          */
313
314         nsw_cluster_max = min((MAXPHYS/PAGE_SIZE), MAX_PAGEOUT_CLUSTER);
315
316         mtx_lock(&pbuf_mtx);
317         nsw_rcount = (nswbuf + 1) / 2;
318         nsw_wcount_sync = (nswbuf + 3) / 4;
319         nsw_wcount_async = 4;
320         nsw_wcount_async_max = nsw_wcount_async;
321         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
322
323         /*
324          * Initialize our zone.  Right now I'm just guessing on the number
325          * we need based on the number of pages in the system.  Each swblock
326          * can hold 16 pages, so this is probably overkill.  This reservation
327          * is typically limited to around 70MB by default.
328          */
329
330         n = cnt.v_page_count;
331         if (maxswzone && n > maxswzone / sizeof(struct swblock))
332                 n = maxswzone / sizeof(struct swblock);
333         n2 = n;
334
335         do {
336                 swap_zone = zinit(
337                        "SWAPMETA", 
338                        sizeof(struct swblock), 
339                        n,
340                        ZONE_INTERRUPT, 
341                        1
342                        );
343                 if (swap_zone != NULL)
344                         break;
345                 /*
346                  * if the allocation failed, try a zone two thirds the
347                  * size of the previous attempt.
348                  */
349                 n -= ((n + 2) / 3);
350         } while (n > 0);
351
352         if (swap_zone == NULL)
353                 panic("failed to zinit swap_zone.");
354         if (n2 != n)
355                 printf("Swap zone entries reduced from %d to %d.\n", n2, n);
356         n2 = n;
357
358         /*
359          * Initialize our meta-data hash table.  The swapper does not need to
360          * be quite as efficient as the VM system, so we do not use an 
361          * oversized hash table.
362          *
363          *      n:              size of hash table, must be power of 2
364          *      swhash_mask:    hash table index mask
365          */
366
367         for (n = 1; n < n2 / 8; n *= 2)
368                 ;
369
370         swhash = malloc(sizeof(struct swblock *) * n, M_VMPGDATA, M_WAITOK | M_ZERO);
371
372         swhash_mask = n - 1;
373 }
374
375 /*
376  * SWAP_PAGER_ALLOC() - allocate a new OBJT_SWAP VM object and instantiate
377  *                      its metadata structures.
378  *
379  *      This routine is called from the mmap and fork code to create a new
380  *      OBJT_SWAP object.  We do this by creating an OBJT_DEFAULT object
381  *      and then converting it with swp_pager_meta_build().
382  *
383  *      This routine may block in vm_object_allocate() and create a named
384  *      object lookup race, so we must interlock.   We must also run at
385  *      splvm() for the object lookup to handle races with interrupts, but
386  *      we do not have to maintain splvm() in between the lookup and the
387  *      add because (I believe) it is not possible to attempt to create
388  *      a new swap object w/handle when a default object with that handle
389  *      already exists.
390  */
391
392 static vm_object_t
393 swap_pager_alloc(void *handle, vm_ooffset_t size, vm_prot_t prot,
394                  vm_ooffset_t offset)
395 {
396         vm_object_t object;
397
398         GIANT_REQUIRED;
399
400         if (handle) {
401                 /*
402                  * Reference existing named region or allocate new one.  There
403                  * should not be a race here against swp_pager_meta_build()
404                  * as called from vm_page_remove() in regards to the lookup
405                  * of the handle.
406                  */
407                 sx_xlock(&sw_alloc_sx);
408                 object = vm_pager_object_lookup(NOBJLIST(handle), handle);
409
410                 if (object != NULL) {
411                         vm_object_reference(object);
412                 } else {
413                         object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
414                                 OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
415                         object->handle = handle;
416
417                         swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
418                 }
419                 sx_xunlock(&sw_alloc_sx);
420         } else {
421                 object = vm_object_allocate(OBJT_DEFAULT,
422                         OFF_TO_IDX(offset + PAGE_MASK + size));
423
424                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
425         }
426
427         return (object);
428 }
429
430 /*
431  * SWAP_PAGER_DEALLOC() -       remove swap metadata from object
432  *
433  *      The swap backing for the object is destroyed.  The code is 
434  *      designed such that we can reinstantiate it later, but this
435  *      routine is typically called only when the entire object is
436  *      about to be destroyed.
437  *
438  *      This routine may block, but no longer does. 
439  *
440  *      The object must be locked or unreferenceable.
441  */
442
443 static void
444 swap_pager_dealloc(object)
445         vm_object_t object;
446 {
447         int s;
448
449         GIANT_REQUIRED;
450
451         /*
452          * Remove from list right away so lookups will fail if we block for
453          * pageout completion.
454          */
455         mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
456         if (object->handle == NULL) {
457                 TAILQ_REMOVE(&swap_pager_un_object_list, object, pager_object_list);
458         } else {
459                 TAILQ_REMOVE(NOBJLIST(object->handle), object, pager_object_list);
460         }
461         mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
462
463         vm_object_pip_wait(object, "swpdea");
464
465         /*
466          * Free all remaining metadata.  We only bother to free it from 
467          * the swap meta data.  We do not attempt to free swapblk's still
468          * associated with vm_page_t's for this object.  We do not care
469          * if paging is still in progress on some objects.
470          */
471         s = splvm();
472         swp_pager_meta_free_all(object);
473         splx(s);
474 }
475
476 /************************************************************************
477  *                      SWAP PAGER BITMAP ROUTINES                      *
478  ************************************************************************/
479
480 /*
481  * SWP_PAGER_GETSWAPSPACE() -   allocate raw swap space
482  *
483  *      Allocate swap for the requested number of pages.  The starting
484  *      swap block number (a page index) is returned or SWAPBLK_NONE
485  *      if the allocation failed.
486  *
487  *      Also has the side effect of advising that somebody made a mistake
488  *      when they configured swap and didn't configure enough.
489  *
490  *      Must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
491  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
492  *
493  *      This routine may not block
494  *      This routine must be called at splvm().
495  */
496
497 static __inline daddr_t
498 swp_pager_getswapspace(npages)
499         int npages;
500 {
501         daddr_t blk;
502
503         GIANT_REQUIRED;
504
505         if ((blk = blist_alloc(swapblist, npages)) == SWAPBLK_NONE) {
506                 if (swap_pager_full != 2) {
507                         printf("swap_pager_getswapspace: failed\n");
508                         swap_pager_full = 2;
509                         swap_pager_almost_full = 1;
510                 }
511         } else {
512                 vm_swap_size -= npages;
513                 /* per-swap area stats */
514                 swdevt[BLK2DEVIDX(blk)].sw_used += npages;
515                 swp_sizecheck();
516         }
517         return(blk);
518 }
519
520 /*
521  * SWP_PAGER_FREESWAPSPACE() -  free raw swap space 
522  *
523  *      This routine returns the specified swap blocks back to the bitmap.
524  *
525  *      Note:  This routine may not block (it could in the old swap code),
526  *      and through the use of the new blist routines it does not block.
527  *
528  *      We must be called at splvm() to avoid races with bitmap frees from
529  *      vm_page_remove() aka swap_pager_page_removed().
530  *
531  *      This routine may not block
532  *      This routine must be called at splvm().
533  */
534
535 static __inline void
536 swp_pager_freeswapspace(blk, npages)
537         daddr_t blk;
538         int npages;
539 {
540         GIANT_REQUIRED;
541
542         blist_free(swapblist, blk, npages);
543         vm_swap_size += npages;
544         /* per-swap area stats */
545         swdevt[BLK2DEVIDX(blk)].sw_used -= npages;
546         swp_sizecheck();
547 }
548
549 /*
550  * SWAP_PAGER_FREESPACE() -     frees swap blocks associated with a page
551  *                              range within an object.
552  *
553  *      This is a globally accessible routine.
554  *
555  *      This routine removes swapblk assignments from swap metadata.
556  *
557  *      The external callers of this routine typically have already destroyed 
558  *      or renamed vm_page_t's associated with this range in the object so 
559  *      we should be ok.
560  *
561  *      This routine may be called at any spl.  We up our spl to splvm temporarily
562  *      in order to perform the metadata removal.
563  */
564
565 void
566 swap_pager_freespace(object, start, size)
567         vm_object_t object;
568         vm_pindex_t start;
569         vm_size_t size;
570 {
571         int s = splvm();
572
573         GIANT_REQUIRED;
574         swp_pager_meta_free(object, start, size);
575         splx(s);
576 }
577
578 /*
579  * SWAP_PAGER_RESERVE() - reserve swap blocks in object
580  *
581  *      Assigns swap blocks to the specified range within the object.  The 
582  *      swap blocks are not zerod.  Any previous swap assignment is destroyed.
583  *
584  *      Returns 0 on success, -1 on failure.
585  */
586
587 int
588 swap_pager_reserve(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_size_t size)
589 {
590         int s;
591         int n = 0;
592         daddr_t blk = SWAPBLK_NONE;
593         vm_pindex_t beg = start;        /* save start index */
594
595         s = splvm();
596         while (size) {
597                 if (n == 0) {
598                         n = BLIST_MAX_ALLOC;
599                         while ((blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE) {
600                                 n >>= 1;
601                                 if (n == 0) {
602                                         swp_pager_meta_free(object, beg, start - beg);
603                                         splx(s);
604                                         return(-1);
605                                 }
606                         }
607                 }
608                 swp_pager_meta_build(object, start, blk);
609                 --size;
610                 ++start;
611                 ++blk;
612                 --n;
613         }
614         swp_pager_meta_free(object, start, n);
615         splx(s);
616         return(0);
617 }
618
619 /*
620  * SWAP_PAGER_COPY() -  copy blocks from source pager to destination pager
621  *                      and destroy the source.
622  *
623  *      Copy any valid swapblks from the source to the destination.  In
624  *      cases where both the source and destination have a valid swapblk,
625  *      we keep the destination's.
626  *
627  *      This routine is allowed to block.  It may block allocating metadata
628  *      indirectly through swp_pager_meta_build() or if paging is still in
629  *      progress on the source. 
630  *
631  *      This routine can be called at any spl
632  *
633  *      XXX vm_page_collapse() kinda expects us not to block because we 
634  *      supposedly do not need to allocate memory, but for the moment we
635  *      *may* have to get a little memory from the zone allocator, but
636  *      it is taken from the interrupt memory.  We should be ok. 
637  *
638  *      The source object contains no vm_page_t's (which is just as well)
639  *
640  *      The source object is of type OBJT_SWAP.
641  *
642  *      The source and destination objects must be locked or 
643  *      inaccessible (XXX are they ?)
644  */
645
646 void
647 swap_pager_copy(srcobject, dstobject, offset, destroysource)
648         vm_object_t srcobject;
649         vm_object_t dstobject;
650         vm_pindex_t offset;
651         int destroysource;
652 {
653         vm_pindex_t i;
654         int s;
655
656         GIANT_REQUIRED;
657
658         s = splvm();
659         /*
660          * If destroysource is set, we remove the source object from the 
661          * swap_pager internal queue now. 
662          */
663
664         if (destroysource) {
665                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
666                 if (srcobject->handle == NULL) {
667                         TAILQ_REMOVE(
668                             &swap_pager_un_object_list, 
669                             srcobject, 
670                             pager_object_list
671                         );
672                 } else {
673                         TAILQ_REMOVE(
674                             NOBJLIST(srcobject->handle),
675                             srcobject,
676                             pager_object_list
677                         );
678                 }
679                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
680         }
681
682         /*
683          * transfer source to destination.
684          */
685
686         for (i = 0; i < dstobject->size; ++i) {
687                 daddr_t dstaddr;
688
689                 /*
690                  * Locate (without changing) the swapblk on the destination,
691                  * unless it is invalid in which case free it silently, or
692                  * if the destination is a resident page, in which case the
693                  * source is thrown away.
694                  */
695
696                 dstaddr = swp_pager_meta_ctl(dstobject, i, 0);
697
698                 if (dstaddr == SWAPBLK_NONE) {
699                         /*
700                          * Destination has no swapblk and is not resident,
701                          * copy source.
702                          */
703                         daddr_t srcaddr;
704
705                         srcaddr = swp_pager_meta_ctl(
706                             srcobject, 
707                             i + offset,
708                             SWM_POP
709                         );
710
711                         if (srcaddr != SWAPBLK_NONE)
712                                 swp_pager_meta_build(dstobject, i, srcaddr);
713                 } else {
714                         /*
715                          * Destination has valid swapblk or it is represented
716                          * by a resident page.  We destroy the sourceblock.
717                          */
718                         
719                         swp_pager_meta_ctl(srcobject, i + offset, SWM_FREE);
720                 }
721         }
722
723         /*
724          * Free left over swap blocks in source.
725          *
726          * We have to revert the type to OBJT_DEFAULT so we do not accidently
727          * double-remove the object from the swap queues.
728          */
729
730         if (destroysource) {
731                 swp_pager_meta_free_all(srcobject);
732                 /*
733                  * Reverting the type is not necessary, the caller is going
734                  * to destroy srcobject directly, but I'm doing it here
735                  * for consistency since we've removed the object from its
736                  * queues.
737                  */
738                 srcobject->type = OBJT_DEFAULT;
739         }
740         splx(s);
741 }
742
743 /*
744  * SWAP_PAGER_HASPAGE() -       determine if we have good backing store for
745  *                              the requested page.
746  *
747  *      We determine whether good backing store exists for the requested
748  *      page and return TRUE if it does, FALSE if it doesn't.
749  *
750  *      If TRUE, we also try to determine how much valid, contiguous backing
751  *      store exists before and after the requested page within a reasonable
752  *      distance.  We do not try to restrict it to the swap device stripe
753  *      (that is handled in getpages/putpages).  It probably isn't worth
754  *      doing here.
755  */
756
757 boolean_t
758 swap_pager_haspage(object, pindex, before, after)
759         vm_object_t object;
760         vm_pindex_t pindex;
761         int *before;
762         int *after;
763 {
764         daddr_t blk0;
765         int s;
766
767         /*
768          * do we have good backing store at the requested index ?
769          */
770
771         s = splvm();
772         blk0 = swp_pager_meta_ctl(object, pindex, 0);
773
774         if (blk0 == SWAPBLK_NONE) {
775                 splx(s);
776                 if (before)
777                         *before = 0;
778                 if (after)
779                         *after = 0;
780                 return (FALSE);
781         }
782
783         /*
784          * find backwards-looking contiguous good backing store
785          */
786
787         if (before != NULL) {
788                 int i;
789
790                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
791                         daddr_t blk;
792
793                         if (i > pindex)
794                                 break;
795                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex - i, 0);
796                         if (blk != blk0 - i)
797                                 break;
798                 }
799                 *before = (i - 1);
800         }
801
802         /*
803          * find forward-looking contiguous good backing store
804          */
805
806         if (after != NULL) {
807                 int i;
808
809                 for (i = 1; i < (SWB_NPAGES/2); ++i) {
810                         daddr_t blk;
811
812                         blk = swp_pager_meta_ctl(object, pindex + i, 0);
813                         if (blk != blk0 + i)
814                                 break;
815                 }
816                 *after = (i - 1);
817         }
818         splx(s);
819         return (TRUE);
820 }
821
822 /*
823  * SWAP_PAGER_PAGE_UNSWAPPED() - remove swap backing store related to page
824  *
825  *      This removes any associated swap backing store, whether valid or
826  *      not, from the page.  
827  *
828  *      This routine is typically called when a page is made dirty, at
829  *      which point any associated swap can be freed.  MADV_FREE also
830  *      calls us in a special-case situation
831  *
832  *      NOTE!!!  If the page is clean and the swap was valid, the caller
833  *      should make the page dirty before calling this routine.  This routine
834  *      does NOT change the m->dirty status of the page.  Also: MADV_FREE
835  *      depends on it.
836  *
837  *      This routine may not block
838  *      This routine must be called at splvm()
839  */
840
841 static void
842 swap_pager_unswapped(m)
843         vm_page_t m;
844 {
845         swp_pager_meta_ctl(m->object, m->pindex, SWM_FREE);
846 }
847
848 /*
849  * SWAP_PAGER_STRATEGY() - read, write, free blocks
850  *
851  *      This implements the vm_pager_strategy() interface to swap and allows
852  *      other parts of the system to directly access swap as backing store
853  *      through vm_objects of type OBJT_SWAP.  This is intended to be a 
854  *      cacheless interface ( i.e. caching occurs at higher levels ).
855  *      Therefore we do not maintain any resident pages.  All I/O goes
856  *      directly to and from the swap device.
857  *      
858  *      Note that b_blkno is scaled for PAGE_SIZE
859  *
860  *      We currently attempt to run I/O synchronously or asynchronously as
861  *      the caller requests.  This isn't perfect because we loose error
862  *      sequencing when we run multiple ops in parallel to satisfy a request.
863  *      But this is swap, so we let it all hang out.
864  */
865
866 static void     
867 swap_pager_strategy(vm_object_t object, struct bio *bp)
868 {
869         vm_pindex_t start;
870         int count;
871         int s;
872         char *data;
873         struct buf *nbp = NULL;
874
875         GIANT_REQUIRED;
876
877         /* XXX: KASSERT instead ? */
878         if (bp->bio_bcount & PAGE_MASK) {
879                 biofinish(bp, NULL, EINVAL);
880                 printf("swap_pager_strategy: bp %p blk %d size %d, not page bounded\n", bp, (int)bp->bio_pblkno, (int)bp->bio_bcount);
881                 return;
882         }
883
884         /*
885          * Clear error indication, initialize page index, count, data pointer.
886          */
887
888         bp->bio_error = 0;
889         bp->bio_flags &= ~BIO_ERROR;
890         bp->bio_resid = bp->bio_bcount;
891         *(u_int *) &bp->bio_driver1 = 0;
892
893         start = bp->bio_pblkno;
894         count = howmany(bp->bio_bcount, PAGE_SIZE);
895         data = bp->bio_data;
896
897         s = splvm();
898
899         /*
900          * Deal with BIO_DELETE
901          */
902
903         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
904                 /*
905                  * FREE PAGE(s) - destroy underlying swap that is no longer
906                  *                needed.
907                  */
908                 swp_pager_meta_free(object, start, count);
909                 splx(s);
910                 bp->bio_resid = 0;
911                 biodone(bp);
912                 return;
913         }
914
915         /*
916          * Execute read or write
917          */
918         while (count > 0) {
919                 daddr_t blk;
920
921                 /*
922                  * Obtain block.  If block not found and writing, allocate a
923                  * new block and build it into the object.
924                  */
925
926                 blk = swp_pager_meta_ctl(object, start, 0);
927                 if ((blk == SWAPBLK_NONE) && (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
928                         blk = swp_pager_getswapspace(1);
929                         if (blk == SWAPBLK_NONE) {
930                                 bp->bio_error = ENOMEM;
931                                 bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
932                                 break;
933                         }
934                         swp_pager_meta_build(object, start, blk);
935                 }
936                         
937                 /*
938                  * Do we have to flush our current collection?  Yes if:
939                  *
940                  *      - no swap block at this index
941                  *      - swap block is not contiguous
942                  *      - we cross a physical disk boundry in the
943                  *        stripe.
944                  */
945
946                 if (
947                     nbp && (nbp->b_blkno + btoc(nbp->b_bcount) != blk ||
948                      ((nbp->b_blkno ^ blk) & dmmax_mask)
949                     )
950                 ) {
951                         splx(s);
952                         if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
953                                 ++cnt.v_swapin;
954                                 cnt.v_swappgsin += btoc(nbp->b_bcount);
955                         } else {
956                                 ++cnt.v_swapout;
957                                 cnt.v_swappgsout += btoc(nbp->b_bcount);
958                                 nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
959                         }
960                         flushchainbuf(nbp);
961                         s = splvm();
962                         nbp = NULL;
963                 }
964
965                 /*
966                  * Add new swapblk to nbp, instantiating nbp if necessary.
967                  * Zero-fill reads are able to take a shortcut.
968                  */
969
970                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
971                         /*
972                          * We can only get here if we are reading.  Since
973                          * we are at splvm() we can safely modify b_resid,
974                          * even if chain ops are in progress.
975                          */
976                         bzero(data, PAGE_SIZE);
977                         bp->bio_resid -= PAGE_SIZE;
978                 } else {
979                         if (nbp == NULL) {
980                                 nbp = getchainbuf(bp, swapdev_vp, B_ASYNC);
981                                 nbp->b_blkno = blk;
982                                 nbp->b_bcount = 0;
983                                 nbp->b_data = data;
984                         }
985                         nbp->b_bcount += PAGE_SIZE;
986                 }
987                 --count;
988                 ++start;
989                 data += PAGE_SIZE;
990         }
991
992         /*
993          *  Flush out last buffer
994          */
995
996         splx(s);
997
998         if (nbp) {
999                 if (nbp->b_iocmd == BIO_READ) {
1000                         ++cnt.v_swapin;
1001                         cnt.v_swappgsin += btoc(nbp->b_bcount);
1002                 } else {
1003                         ++cnt.v_swapout;
1004                         cnt.v_swappgsout += btoc(nbp->b_bcount);
1005                         nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
1006                 }
1007                 flushchainbuf(nbp);
1008                 /* nbp = NULL; */
1009         }
1010         /*
1011          * Wait for completion.
1012          */
1013
1014         waitchainbuf(bp, 0, 1);
1015 }
1016
1017 /*
1018  * SWAP_PAGER_GETPAGES() - bring pages in from swap
1019  *
1020  *      Attempt to retrieve (m, count) pages from backing store, but make
1021  *      sure we retrieve at least m[reqpage].  We try to load in as large
1022  *      a chunk surrounding m[reqpage] as is contiguous in swap and which
1023  *      belongs to the same object.
1024  *
1025  *      The code is designed for asynchronous operation and 
1026  *      immediate-notification of 'reqpage' but tends not to be
1027  *      used that way.  Please do not optimize-out this algorithmic
1028  *      feature, I intend to improve on it in the future.
1029  *
1030  *      The parent has a single vm_object_pip_add() reference prior to
1031  *      calling us and we should return with the same.
1032  *
1033  *      The parent has BUSY'd the pages.  We should return with 'm'
1034  *      left busy, but the others adjusted.
1035  */
1036
1037 static int
1038 swap_pager_getpages(object, m, count, reqpage)
1039         vm_object_t object;
1040         vm_page_t *m;
1041         int count, reqpage;
1042 {
1043         struct buf *bp;
1044         vm_page_t mreq;
1045         int s;
1046         int i;
1047         int j;
1048         daddr_t blk;
1049         vm_offset_t kva;
1050         vm_pindex_t lastpindex;
1051
1052         GIANT_REQUIRED;
1053
1054         mreq = m[reqpage];
1055
1056         if (mreq->object != object) {
1057                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1058                     object, 
1059                     mreq->object
1060                 );
1061         }
1062         /*
1063          * Calculate range to retrieve.  The pages have already been assigned
1064          * their swapblks.  We require a *contiguous* range that falls entirely
1065          * within a single device stripe.   If we do not supply it, bad things
1066          * happen.  Note that blk, iblk & jblk can be SWAPBLK_NONE, but the 
1067          * loops are set up such that the case(s) are handled implicitly.
1068          *
1069          * The swp_*() calls must be made at splvm().  vm_page_free() does
1070          * not need to be, but it will go a little faster if it is.
1071          */
1072
1073         s = splvm();
1074         blk = swp_pager_meta_ctl(mreq->object, mreq->pindex, 0);
1075
1076         for (i = reqpage - 1; i >= 0; --i) {
1077                 daddr_t iblk;
1078
1079                 iblk = swp_pager_meta_ctl(m[i]->object, m[i]->pindex, 0);
1080                 if (blk != iblk + (reqpage - i))
1081                         break;
1082                 if ((blk ^ iblk) & dmmax_mask)
1083                         break;
1084         }
1085         ++i;
1086
1087         for (j = reqpage + 1; j < count; ++j) {
1088                 daddr_t jblk;
1089
1090                 jblk = swp_pager_meta_ctl(m[j]->object, m[j]->pindex, 0);
1091                 if (blk != jblk - (j - reqpage))
1092                         break;
1093                 if ((blk ^ jblk) & dmmax_mask)
1094                         break;
1095         }
1096
1097         /*
1098          * free pages outside our collection range.   Note: we never free
1099          * mreq, it must remain busy throughout.
1100          */
1101
1102         {
1103                 int k;
1104
1105                 for (k = 0; k < i; ++k)
1106                         vm_page_free(m[k]);
1107                 for (k = j; k < count; ++k)
1108                         vm_page_free(m[k]);
1109         }
1110         splx(s);
1111
1112
1113         /*
1114          * Return VM_PAGER_FAIL if we have nothing to do.  Return mreq 
1115          * still busy, but the others unbusied.
1116          */
1117
1118         if (blk == SWAPBLK_NONE)
1119                 return(VM_PAGER_FAIL);
1120
1121         /*
1122          * Get a swap buffer header to perform the IO
1123          */
1124
1125         bp = getpbuf(&nsw_rcount);
1126         kva = (vm_offset_t) bp->b_data;
1127
1128         /*
1129          * map our page(s) into kva for input
1130          *
1131          * NOTE: B_PAGING is set by pbgetvp()
1132          */
1133
1134         pmap_qenter(kva, m + i, j - i);
1135
1136         bp->b_iocmd = BIO_READ;
1137         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1138         bp->b_rcred = crhold(proc0.p_ucred);
1139         bp->b_wcred = crhold(proc0.p_ucred);
1140         bp->b_data = (caddr_t) kva;
1141         bp->b_blkno = blk - (reqpage - i);
1142         bp->b_bcount = PAGE_SIZE * (j - i);
1143         bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * (j - i);
1144         bp->b_pager.pg_reqpage = reqpage - i;
1145
1146         {
1147                 int k;
1148
1149                 for (k = i; k < j; ++k) {
1150                         bp->b_pages[k - i] = m[k];
1151                         vm_page_flag_set(m[k], PG_SWAPINPROG);
1152                 }
1153         }
1154         bp->b_npages = j - i;
1155
1156         pbgetvp(swapdev_vp, bp);
1157
1158         cnt.v_swapin++;
1159         cnt.v_swappgsin += bp->b_npages;
1160
1161         /*
1162          * We still hold the lock on mreq, and our automatic completion routine
1163          * does not remove it.
1164          */
1165
1166         vm_object_pip_add(mreq->object, bp->b_npages);
1167         lastpindex = m[j-1]->pindex;
1168
1169         /*
1170          * perform the I/O.  NOTE!!!  bp cannot be considered valid after
1171          * this point because we automatically release it on completion.
1172          * Instead, we look at the one page we are interested in which we
1173          * still hold a lock on even through the I/O completion.
1174          *
1175          * The other pages in our m[] array are also released on completion,
1176          * so we cannot assume they are valid anymore either.
1177          *
1178          * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1179          */
1180         BUF_KERNPROC(bp);
1181         BUF_STRATEGY(bp);
1182
1183         /*
1184          * wait for the page we want to complete.  PG_SWAPINPROG is always
1185          * cleared on completion.  If an I/O error occurs, SWAPBLK_NONE
1186          * is set in the meta-data.
1187          */
1188
1189         s = splvm();
1190
1191         while ((mreq->flags & PG_SWAPINPROG) != 0) {
1192                 vm_page_flag_set(mreq, PG_WANTED | PG_REFERENCED);
1193                 cnt.v_intrans++;
1194                 if (tsleep(mreq, PSWP, "swread", hz*20)) {
1195                         printf(
1196                             "swap_pager: indefinite wait buffer: device:"
1197                                 " %s, blkno: %ld, size: %ld\n",
1198                             devtoname(bp->b_dev), (long)bp->b_blkno,
1199                             bp->b_bcount
1200                         );
1201                 }
1202         }
1203
1204         splx(s);
1205
1206         /*
1207          * mreq is left bussied after completion, but all the other pages
1208          * are freed.  If we had an unrecoverable read error the page will
1209          * not be valid.
1210          */
1211
1212         if (mreq->valid != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1213                 return(VM_PAGER_ERROR);
1214         } else {
1215                 return(VM_PAGER_OK);
1216         }
1217
1218         /*
1219          * A final note: in a low swap situation, we cannot deallocate swap
1220          * and mark a page dirty here because the caller is likely to mark
1221          * the page clean when we return, causing the page to possibly revert 
1222          * to all-zero's later.
1223          */
1224 }
1225
1226 /*
1227  *      swap_pager_putpages: 
1228  *
1229  *      Assign swap (if necessary) and initiate I/O on the specified pages.
1230  *
1231  *      We support both OBJT_DEFAULT and OBJT_SWAP objects.  DEFAULT objects
1232  *      are automatically converted to SWAP objects.
1233  *
1234  *      In a low memory situation we may block in VOP_STRATEGY(), but the new 
1235  *      vm_page reservation system coupled with properly written VFS devices 
1236  *      should ensure that no low-memory deadlock occurs.  This is an area
1237  *      which needs work.
1238  *
1239  *      The parent has N vm_object_pip_add() references prior to
1240  *      calling us and will remove references for rtvals[] that are
1241  *      not set to VM_PAGER_PEND.  We need to remove the rest on I/O
1242  *      completion.
1243  *
1244  *      The parent has soft-busy'd the pages it passes us and will unbusy
1245  *      those whos rtvals[] entry is not set to VM_PAGER_PEND on return.
1246  *      We need to unbusy the rest on I/O completion.
1247  */
1248
1249 void
1250 swap_pager_putpages(object, m, count, sync, rtvals)
1251         vm_object_t object;
1252         vm_page_t *m;
1253         int count;
1254         boolean_t sync;
1255         int *rtvals;
1256 {
1257         int i;
1258         int n = 0;
1259
1260         GIANT_REQUIRED;
1261         if (count && m[0]->object != object) {
1262                 panic("swap_pager_getpages: object mismatch %p/%p", 
1263                     object, 
1264                     m[0]->object
1265                 );
1266         }
1267         /*
1268          * Step 1
1269          *
1270          * Turn object into OBJT_SWAP
1271          * check for bogus sysops
1272          * force sync if not pageout process
1273          */
1274
1275         if (object->type != OBJT_SWAP)
1276                 swp_pager_meta_build(object, 0, SWAPBLK_NONE);
1277
1278         if (curproc != pageproc)
1279                 sync = TRUE;
1280
1281         /*
1282          * Step 2
1283          *
1284          * Update nsw parameters from swap_async_max sysctl values.  
1285          * Do not let the sysop crash the machine with bogus numbers.
1286          */
1287
1288         mtx_lock(&pbuf_mtx);
1289         if (swap_async_max != nsw_wcount_async_max) {
1290                 int n;
1291                 int s;
1292
1293                 /*
1294                  * limit range
1295                  */
1296                 if ((n = swap_async_max) > nswbuf / 2)
1297                         n = nswbuf / 2;
1298                 if (n < 1)
1299                         n = 1;
1300                 swap_async_max = n;
1301
1302                 /*
1303                  * Adjust difference ( if possible ).  If the current async
1304                  * count is too low, we may not be able to make the adjustment
1305                  * at this time.
1306                  */
1307                 s = splvm();
1308                 n -= nsw_wcount_async_max;
1309                 if (nsw_wcount_async + n >= 0) {
1310                         nsw_wcount_async += n;
1311                         nsw_wcount_async_max += n;
1312                         wakeup(&nsw_wcount_async);
1313                 }
1314                 splx(s);
1315         }
1316         mtx_unlock(&pbuf_mtx);
1317
1318         /*
1319          * Step 3
1320          *
1321          * Assign swap blocks and issue I/O.  We reallocate swap on the fly.
1322          * The page is left dirty until the pageout operation completes
1323          * successfully.
1324          */
1325
1326         for (i = 0; i < count; i += n) {
1327                 int s;
1328                 int j;
1329                 struct buf *bp;
1330                 daddr_t blk;
1331
1332                 /*
1333                  * Maximum I/O size is limited by a number of factors.
1334                  */
1335
1336                 n = min(BLIST_MAX_ALLOC, count - i);
1337                 n = min(n, nsw_cluster_max);
1338
1339                 s = splvm();
1340
1341                 /*
1342                  * Get biggest block of swap we can.  If we fail, fall
1343                  * back and try to allocate a smaller block.  Don't go
1344                  * overboard trying to allocate space if it would overly
1345                  * fragment swap.
1346                  */
1347                 while (
1348                     (blk = swp_pager_getswapspace(n)) == SWAPBLK_NONE &&
1349                     n > 4
1350                 ) {
1351                         n >>= 1;
1352                 }
1353                 if (blk == SWAPBLK_NONE) {
1354                         for (j = 0; j < n; ++j)
1355                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_FAIL;
1356                         splx(s);
1357                         continue;
1358                 }
1359
1360                 /*
1361                  * The I/O we are constructing cannot cross a physical
1362                  * disk boundry in the swap stripe.  Note: we are still
1363                  * at splvm().
1364                  */
1365                 if ((blk ^ (blk + n)) & dmmax_mask) {
1366                         j = ((blk + dmmax) & dmmax_mask) - blk;
1367                         swp_pager_freeswapspace(blk + j, n - j);
1368                         n = j;
1369                 }
1370
1371                 /*
1372                  * All I/O parameters have been satisfied, build the I/O
1373                  * request and assign the swap space.
1374                  *
1375                  * NOTE: B_PAGING is set by pbgetvp()
1376                  */
1377
1378                 if (sync == TRUE) {
1379                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_sync);
1380                 } else {
1381                         bp = getpbuf(&nsw_wcount_async);
1382                         bp->b_flags = B_ASYNC;
1383                 }
1384                 bp->b_iocmd = BIO_WRITE;
1385                 bp->b_spc = NULL;       /* not used, but NULL-out anyway */
1386
1387                 pmap_qenter((vm_offset_t)bp->b_data, &m[i], n);
1388
1389                 bp->b_rcred = crhold(proc0.p_ucred);
1390                 bp->b_wcred = crhold(proc0.p_ucred);
1391                 bp->b_bcount = PAGE_SIZE * n;
1392                 bp->b_bufsize = PAGE_SIZE * n;
1393                 bp->b_blkno = blk;
1394
1395                 pbgetvp(swapdev_vp, bp);
1396
1397                 for (j = 0; j < n; ++j) {
1398                         vm_page_t mreq = m[i+j];
1399
1400                         swp_pager_meta_build(
1401                             mreq->object, 
1402                             mreq->pindex,
1403                             blk + j
1404                         );
1405                         vm_page_dirty(mreq);
1406                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_OK;
1407
1408                         vm_page_flag_set(mreq, PG_SWAPINPROG);
1409                         bp->b_pages[j] = mreq;
1410                 }
1411                 bp->b_npages = n;
1412                 /*
1413                  * Must set dirty range for NFS to work.
1414                  */
1415                 bp->b_dirtyoff = 0;
1416                 bp->b_dirtyend = bp->b_bcount;
1417
1418                 cnt.v_swapout++;
1419                 cnt.v_swappgsout += bp->b_npages;
1420                 swapdev_vp->v_numoutput++;
1421
1422                 splx(s);
1423
1424                 /*
1425                  * asynchronous
1426                  *
1427                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1428                  */
1429
1430                 if (sync == FALSE) {
1431                         bp->b_iodone = swp_pager_async_iodone;
1432                         BUF_KERNPROC(bp);
1433                         BUF_STRATEGY(bp);
1434
1435                         for (j = 0; j < n; ++j)
1436                                 rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1437                         /* restart outter loop */
1438                         continue;
1439                 }
1440
1441                 /*
1442                  * synchronous
1443                  *
1444                  * NOTE: b_blkno is destroyed by the call to VOP_STRATEGY
1445                  */
1446
1447                 bp->b_iodone = swp_pager_sync_iodone;
1448                 BUF_STRATEGY(bp);
1449
1450                 /*
1451                  * Wait for the sync I/O to complete, then update rtvals.
1452                  * We just set the rtvals[] to VM_PAGER_PEND so we can call
1453                  * our async completion routine at the end, thus avoiding a
1454                  * double-free.
1455                  */
1456                 s = splbio();
1457
1458                 while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
1459                         tsleep(bp, PVM, "swwrt", 0);
1460                 }
1461
1462                 for (j = 0; j < n; ++j)
1463                         rtvals[i+j] = VM_PAGER_PEND;
1464
1465                 /*
1466                  * Now that we are through with the bp, we can call the
1467                  * normal async completion, which frees everything up.
1468                  */
1469
1470                 swp_pager_async_iodone(bp);
1471                 splx(s);
1472         }
1473 }
1474
1475 /*
1476  *      swap_pager_sync_iodone:
1477  *
1478  *      Completion routine for synchronous reads and writes from/to swap.
1479  *      We just mark the bp is complete and wake up anyone waiting on it.
1480  *
1481  *      This routine may not block.  This routine is called at splbio() or better.
1482  */
1483
1484 static void
1485 swp_pager_sync_iodone(bp)
1486         struct buf *bp;
1487 {
1488         bp->b_flags |= B_DONE;
1489         bp->b_flags &= ~B_ASYNC;
1490         wakeup(bp);
1491 }
1492
1493 /*
1494  *      swp_pager_async_iodone:
1495  *
1496  *      Completion routine for asynchronous reads and writes from/to swap.
1497  *      Also called manually by synchronous code to finish up a bp.
1498  *
1499  *      For READ operations, the pages are PG_BUSY'd.  For WRITE operations, 
1500  *      the pages are vm_page_t->busy'd.  For READ operations, we PG_BUSY 
1501  *      unbusy all pages except the 'main' request page.  For WRITE 
1502  *      operations, we vm_page_t->busy'd unbusy all pages ( we can do this 
1503  *      because we marked them all VM_PAGER_PEND on return from putpages ).
1504  *
1505  *      This routine may not block.
1506  *      This routine is called at splbio() or better
1507  *
1508  *      We up ourselves to splvm() as required for various vm_page related
1509  *      calls.
1510  */
1511
1512 static void
1513 swp_pager_async_iodone(bp)
1514         struct buf *bp;
1515 {
1516         int s;
1517         int i;
1518         vm_object_t object = NULL;
1519
1520         GIANT_REQUIRED;
1521
1522         bp->b_flags |= B_DONE;
1523
1524         /*
1525          * report error
1526          */
1527
1528         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1529                 printf(
1530                     "swap_pager: I/O error - %s failed; blkno %ld,"
1531                         "size %ld, error %d\n",
1532                     ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? "pagein" : "pageout"),
1533                     (long)bp->b_blkno, 
1534                     (long)bp->b_bcount,
1535                     bp->b_error
1536                 );
1537         }
1538
1539         /*
1540          * set object, raise to splvm().
1541          */
1542
1543         if (bp->b_npages)
1544                 object = bp->b_pages[0]->object;
1545         s = splvm();
1546
1547         /*
1548          * remove the mapping for kernel virtual
1549          */
1550         pmap_qremove((vm_offset_t)bp->b_data, bp->b_npages);
1551
1552         /*
1553          * cleanup pages.  If an error occurs writing to swap, we are in
1554          * very serious trouble.  If it happens to be a disk error, though,
1555          * we may be able to recover by reassigning the swap later on.  So
1556          * in this case we remove the m->swapblk assignment for the page 
1557          * but do not free it in the rlist.  The errornous block(s) are thus
1558          * never reallocated as swap.  Redirty the page and continue.
1559          */
1560
1561         for (i = 0; i < bp->b_npages; ++i) {
1562                 vm_page_t m = bp->b_pages[i];
1563
1564                 vm_page_flag_clear(m, PG_SWAPINPROG);
1565
1566                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
1567                         /*
1568                          * If an error occurs I'd love to throw the swapblk
1569                          * away without freeing it back to swapspace, so it
1570                          * can never be used again.  But I can't from an 
1571                          * interrupt.
1572                          */
1573
1574                         if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1575                                 /*
1576                                  * When reading, reqpage needs to stay
1577                                  * locked for the parent, but all other
1578                                  * pages can be freed.  We still want to
1579                                  * wakeup the parent waiting on the page,
1580                                  * though.  ( also: pg_reqpage can be -1 and 
1581                                  * not match anything ).
1582                                  *
1583                                  * We have to wake specifically requested pages
1584                                  * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1585                                  * someone may be waiting for that.
1586                                  *
1587                                  * NOTE: for reads, m->dirty will probably
1588                                  * be overridden by the original caller of
1589                                  * getpages so don't play cute tricks here.
1590                                  *
1591                                  * XXX IT IS NOT LEGAL TO FREE THE PAGE HERE
1592                                  * AS THIS MESSES WITH object->memq, and it is
1593                                  * not legal to mess with object->memq from an
1594                                  * interrupt.
1595                                  */
1596
1597                                 m->valid = 0;
1598                                 vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1599
1600                                 if (i != bp->b_pager.pg_reqpage)
1601                                         vm_page_free(m);
1602                                 else
1603                                         vm_page_flash(m);
1604                                 /*
1605                                  * If i == bp->b_pager.pg_reqpage, do not wake 
1606                                  * the page up.  The caller needs to.
1607                                  */
1608                         } else {
1609                                 /*
1610                                  * If a write error occurs, reactivate page
1611                                  * so it doesn't clog the inactive list,
1612                                  * then finish the I/O.
1613                                  */
1614                                 vm_page_dirty(m);
1615                                 vm_page_activate(m);
1616                                 vm_page_io_finish(m);
1617                         }
1618                 } else if (bp->b_iocmd == BIO_READ) {
1619                         /*
1620                          * For read success, clear dirty bits.  Nobody should
1621                          * have this page mapped but don't take any chances,
1622                          * make sure the pmap modify bits are also cleared.
1623                          *
1624                          * NOTE: for reads, m->dirty will probably be 
1625                          * overridden by the original caller of getpages so
1626                          * we cannot set them in order to free the underlying
1627                          * swap in a low-swap situation.  I don't think we'd
1628                          * want to do that anyway, but it was an optimization
1629                          * that existed in the old swapper for a time before
1630                          * it got ripped out due to precisely this problem.
1631                          *
1632                          * clear PG_ZERO in page.
1633                          *
1634                          * If not the requested page then deactivate it.
1635                          *
1636                          * Note that the requested page, reqpage, is left
1637                          * busied, but we still have to wake it up.  The
1638                          * other pages are released (unbusied) by 
1639                          * vm_page_wakeup().  We do not set reqpage's
1640                          * valid bits here, it is up to the caller.
1641                          */
1642
1643                         pmap_clear_modify(m);
1644                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1645                         vm_page_undirty(m);
1646                         vm_page_flag_clear(m, PG_ZERO);
1647
1648                         /*
1649                          * We have to wake specifically requested pages
1650                          * up too because we cleared PG_SWAPINPROG and
1651                          * could be waiting for it in getpages.  However,
1652                          * be sure to not unbusy getpages specifically
1653                          * requested page - getpages expects it to be 
1654                          * left busy.
1655                          */
1656                         if (i != bp->b_pager.pg_reqpage) {
1657                                 vm_page_deactivate(m);
1658                                 vm_page_wakeup(m);
1659                         } else {
1660                                 vm_page_flash(m);
1661                         }
1662                 } else {
1663                         /*
1664                          * For write success, clear the modify and dirty 
1665                          * status, then finish the I/O ( which decrements the 
1666                          * busy count and possibly wakes waiter's up ).
1667                          */
1668                         pmap_clear_modify(m);
1669                         vm_page_undirty(m);
1670                         vm_page_io_finish(m);
1671                         if (!vm_page_count_severe() || !vm_page_try_to_cache(m))
1672                                 vm_page_protect(m, VM_PROT_READ);
1673                 }
1674         }
1675
1676         /*
1677          * adjust pip.  NOTE: the original parent may still have its own
1678          * pip refs on the object.
1679          */
1680
1681         if (object)
1682                 vm_object_pip_wakeupn(object, bp->b_npages);
1683
1684         /*
1685          * release the physical I/O buffer
1686          */
1687
1688         relpbuf(
1689             bp, 
1690             ((bp->b_iocmd == BIO_READ) ? &nsw_rcount : 
1691                 ((bp->b_flags & B_ASYNC) ? 
1692                     &nsw_wcount_async : 
1693                     &nsw_wcount_sync
1694                 )
1695             )
1696         );
1697         splx(s);
1698 }
1699
1700 /************************************************************************
1701  *                              SWAP META DATA                          *
1702  ************************************************************************
1703  *
1704  *      These routines manipulate the swap metadata stored in the 
1705  *      OBJT_SWAP object.  All swp_*() routines must be called at
1706  *      splvm() because swap can be freed up by the low level vm_page
1707  *      code which might be called from interrupts beyond what splbio() covers.
1708  *
1709  *      Swap metadata is implemented with a global hash and not directly
1710  *      linked into the object.  Instead the object simply contains
1711  *      appropriate tracking counters.
1712  */
1713
1714 /*
1715  * SWP_PAGER_HASH() -   hash swap meta data
1716  *
1717  *      This is an inline helper function which hashes the swapblk given
1718  *      the object and page index.  It returns a pointer to a pointer
1719  *      to the object, or a pointer to a NULL pointer if it could not
1720  *      find a swapblk.
1721  *
1722  *      This routine must be called at splvm().
1723  */
1724
1725 static __inline struct swblock **
1726 swp_pager_hash(vm_object_t object, vm_pindex_t index)
1727 {
1728         struct swblock **pswap;
1729         struct swblock *swap;
1730
1731         index &= ~SWAP_META_MASK;
1732         pswap = &swhash[(index ^ (int)(intptr_t)object) & swhash_mask];
1733
1734         while ((swap = *pswap) != NULL) {
1735                 if (swap->swb_object == object &&
1736                     swap->swb_index == index
1737                 ) {
1738                         break;
1739                 }
1740                 pswap = &swap->swb_hnext;
1741         }
1742         return(pswap);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * SWP_PAGER_META_BUILD() -     add swap block to swap meta data for object
1747  *
1748  *      We first convert the object to a swap object if it is a default
1749  *      object.
1750  *
1751  *      The specified swapblk is added to the object's swap metadata.  If
1752  *      the swapblk is not valid, it is freed instead.  Any previously
1753  *      assigned swapblk is freed.
1754  *
1755  *      This routine must be called at splvm(), except when used to convert
1756  *      an OBJT_DEFAULT object into an OBJT_SWAP object.
1757  */
1758
1759 static void
1760 swp_pager_meta_build(
1761         vm_object_t object, 
1762         vm_pindex_t index,
1763         daddr_t swapblk
1764 ) {
1765         struct swblock *swap;
1766         struct swblock **pswap;
1767
1768         GIANT_REQUIRED;
1769         /*
1770          * Convert default object to swap object if necessary
1771          */
1772
1773         if (object->type != OBJT_SWAP) {
1774                 object->type = OBJT_SWAP;
1775                 object->un_pager.swp.swp_bcount = 0;
1776
1777                 mtx_lock(&sw_alloc_mtx);
1778                 if (object->handle != NULL) {
1779                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1780                             NOBJLIST(object->handle),
1781                             object, 
1782                             pager_object_list
1783                         );
1784                 } else {
1785                         TAILQ_INSERT_TAIL(
1786                             &swap_pager_un_object_list,
1787                             object, 
1788                             pager_object_list
1789                         );
1790                 }
1791                 mtx_unlock(&sw_alloc_mtx);
1792         }
1793         
1794         /*
1795          * Locate hash entry.  If not found create, but if we aren't adding
1796          * anything just return.  If we run out of space in the map we wait
1797          * and, since the hash table may have changed, retry.
1798          */
1799
1800 retry:
1801         pswap = swp_pager_hash(object, index);
1802
1803         if ((swap = *pswap) == NULL) {
1804                 int i;
1805
1806                 if (swapblk == SWAPBLK_NONE)
1807                         return;
1808
1809                 swap = *pswap = zalloc(swap_zone);
1810                 if (swap == NULL) {
1811                         VM_WAIT;
1812                         goto retry;
1813                 }
1814                 swap->swb_hnext = NULL;
1815                 swap->swb_object = object;
1816                 swap->swb_index = index & ~SWAP_META_MASK;
1817                 swap->swb_count = 0;
1818
1819                 ++object->un_pager.swp.swp_bcount;
1820
1821                 for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i)
1822                         swap->swb_pages[i] = SWAPBLK_NONE;
1823         }
1824
1825         /*
1826          * Delete prior contents of metadata
1827          */
1828
1829         index &= SWAP_META_MASK;
1830
1831         if (swap->swb_pages[index] != SWAPBLK_NONE) {
1832                 swp_pager_freeswapspace(swap->swb_pages[index], 1);
1833                 --swap->swb_count;
1834         }
1835
1836         /*
1837          * Enter block into metadata
1838          */
1839
1840         swap->swb_pages[index] = swapblk;
1841         if (swapblk != SWAPBLK_NONE)
1842                 ++swap->swb_count;
1843 }
1844
1845 /*
1846  * SWP_PAGER_META_FREE() - free a range of blocks in the object's swap metadata
1847  *
1848  *      The requested range of blocks is freed, with any associated swap 
1849  *      returned to the swap bitmap.
1850  *
1851  *      This routine will free swap metadata structures as they are cleaned 
1852  *      out.  This routine does *NOT* operate on swap metadata associated
1853  *      with resident pages.
1854  *
1855  *      This routine must be called at splvm()
1856  */
1857
1858 static void
1859 swp_pager_meta_free(vm_object_t object, vm_pindex_t index, daddr_t count)
1860 {
1861         GIANT_REQUIRED;
1862
1863         if (object->type != OBJT_SWAP)
1864                 return;
1865
1866         while (count > 0) {
1867                 struct swblock **pswap;
1868                 struct swblock *swap;
1869
1870                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1871
1872                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1873                         daddr_t v = swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK];
1874
1875                         if (v != SWAPBLK_NONE) {
1876                                 swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1877                                 swap->swb_pages[index & SWAP_META_MASK] =
1878                                         SWAPBLK_NONE;
1879                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1880                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1881                                         zfree(swap_zone, swap);
1882                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1883                                 }
1884                         }
1885                         --count;
1886                         ++index;
1887                 } else {
1888                         int n = SWAP_META_PAGES - (index & SWAP_META_MASK);
1889                         count -= n;
1890                         index += n;
1891                 }
1892         }
1893 }
1894
1895 /*
1896  * SWP_PAGER_META_FREE_ALL() - destroy all swap metadata associated with object
1897  *
1898  *      This routine locates and destroys all swap metadata associated with
1899  *      an object.
1900  *
1901  *      This routine must be called at splvm()
1902  */
1903
1904 static void
1905 swp_pager_meta_free_all(vm_object_t object)
1906 {
1907         daddr_t index = 0;
1908
1909         GIANT_REQUIRED;
1910         
1911         if (object->type != OBJT_SWAP)
1912                 return;
1913
1914         while (object->un_pager.swp.swp_bcount) {
1915                 struct swblock **pswap;
1916                 struct swblock *swap;
1917
1918                 pswap = swp_pager_hash(object, index);
1919                 if ((swap = *pswap) != NULL) {
1920                         int i;
1921
1922                         for (i = 0; i < SWAP_META_PAGES; ++i) {
1923                                 daddr_t v = swap->swb_pages[i];
1924                                 if (v != SWAPBLK_NONE) {
1925                                         --swap->swb_count;
1926                                         swp_pager_freeswapspace(v, 1);
1927                                 }
1928                         }
1929                         if (swap->swb_count != 0)
1930                                 panic("swap_pager_meta_free_all: swb_count != 0");
1931                         *pswap = swap->swb_hnext;
1932                         zfree(swap_zone, swap);
1933                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
1934                 }
1935                 index += SWAP_META_PAGES;
1936                 if (index > 0x20000000)
1937                         panic("swp_pager_meta_free_all: failed to locate all swap meta blocks");
1938         }
1939 }
1940
1941 /*
1942  * SWP_PAGER_METACTL() -  misc control of swap and vm_page_t meta data.
1943  *
1944  *      This routine is capable of looking up, popping, or freeing
1945  *      swapblk assignments in the swap meta data or in the vm_page_t.
1946  *      The routine typically returns the swapblk being looked-up, or popped,
1947  *      or SWAPBLK_NONE if the block was freed, or SWAPBLK_NONE if the block
1948  *      was invalid.  This routine will automatically free any invalid 
1949  *      meta-data swapblks.
1950  *
1951  *      It is not possible to store invalid swapblks in the swap meta data
1952  *      (other then a literal 'SWAPBLK_NONE'), so we don't bother checking.
1953  *
1954  *      When acting on a busy resident page and paging is in progress, we 
1955  *      have to wait until paging is complete but otherwise can act on the 
1956  *      busy page.
1957  *
1958  *      This routine must be called at splvm().
1959  *
1960  *      SWM_FREE        remove and free swap block from metadata
1961  *      SWM_POP         remove from meta data but do not free.. pop it out
1962  */
1963
1964 static daddr_t
1965 swp_pager_meta_ctl(
1966         vm_object_t object,
1967         vm_pindex_t index,
1968         int flags
1969 ) {
1970         struct swblock **pswap;
1971         struct swblock *swap;
1972         daddr_t r1;
1973
1974         GIANT_REQUIRED;
1975         /*
1976          * The meta data only exists of the object is OBJT_SWAP 
1977          * and even then might not be allocated yet.
1978          */
1979
1980         if (object->type != OBJT_SWAP)
1981                 return(SWAPBLK_NONE);
1982
1983         r1 = SWAPBLK_NONE;
1984         pswap = swp_pager_hash(object, index);
1985
1986         if ((swap = *pswap) != NULL) {
1987                 index &= SWAP_META_MASK;
1988                 r1 = swap->swb_pages[index];
1989
1990                 if (r1 != SWAPBLK_NONE) {
1991                         if (flags & SWM_FREE) {
1992                                 swp_pager_freeswapspace(r1, 1);
1993                                 r1 = SWAPBLK_NONE;
1994                         }
1995                         if (flags & (SWM_FREE|SWM_POP)) {
1996                                 swap->swb_pages[index] = SWAPBLK_NONE;
1997                                 if (--swap->swb_count == 0) {
1998                                         *pswap = swap->swb_hnext;
1999                                         zfree(swap_zone, swap);
2000                                         --object->un_pager.swp.swp_bcount;
2001                                 }
2002                         } 
2003                 }
2004         }
2005         return(r1);
2006 }
2007
2008 /********************************************************
2009  *              CHAINING FUNCTIONS                      *
2010  ********************************************************
2011  *
2012  *      These functions support recursion of I/O operations
2013  *      on bp's, typically by chaining one or more 'child' bp's
2014  *      to the parent.  Synchronous, asynchronous, and semi-synchronous
2015  *      chaining is possible.
2016  */
2017
2018 /*
2019  *      vm_pager_chain_iodone:
2020  *
2021  *      io completion routine for child bp.  Currently we fudge a bit
2022  *      on dealing with b_resid.   Since users of these routines may issue
2023  *      multiple children simultaneously, sequencing of the error can be lost.
2024  */
2025
2026 static void
2027 vm_pager_chain_iodone(struct buf *nbp)
2028 {
2029         struct bio *bp;
2030         u_int *count;
2031
2032         bp = nbp->b_caller1;
2033         count = (u_int *)&(bp->bio_driver1);
2034         if (bp != NULL) {
2035                 if (nbp->b_ioflags & BIO_ERROR) {
2036                         bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
2037                         bp->bio_error = nbp->b_error;
2038                 } else if (nbp->b_resid != 0) {
2039                         bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
2040                         bp->bio_error = EINVAL;
2041                 } else {
2042                         bp->bio_resid -= nbp->b_bcount;
2043                 }
2044                 nbp->b_caller1 = NULL;
2045                 --(*count);
2046                 if (bp->bio_flags & BIO_FLAG1) {
2047                         bp->bio_flags &= ~BIO_FLAG1;
2048                         wakeup(bp);
2049                 }
2050         }
2051         nbp->b_flags |= B_DONE;
2052         nbp->b_flags &= ~B_ASYNC;
2053         relpbuf(nbp, NULL);
2054 }
2055
2056 /*
2057  *      getchainbuf:
2058  *
2059  *      Obtain a physical buffer and chain it to its parent buffer.  When
2060  *      I/O completes, the parent buffer will be B_SIGNAL'd.  Errors are
2061  *      automatically propagated to the parent
2062  */
2063
2064 struct buf *
2065 getchainbuf(struct bio *bp, struct vnode *vp, int flags)
2066 {
2067         struct buf *nbp;
2068         u_int *count;
2069
2070         GIANT_REQUIRED;
2071         nbp = getpbuf(NULL);
2072         count = (u_int *)&(bp->bio_driver1);
2073
2074         nbp->b_caller1 = bp;
2075         ++(*count);
2076
2077         if (*count > 4)
2078                 waitchainbuf(bp, 4, 0);
2079
2080         nbp->b_iocmd = bp->bio_cmd;
2081         nbp->b_ioflags = bp->bio_flags & BIO_ORDERED;
2082         nbp->b_flags = flags;
2083         nbp->b_rcred = crhold(proc0.p_ucred);
2084         nbp->b_wcred = crhold(proc0.p_ucred);
2085         nbp->b_iodone = vm_pager_chain_iodone;
2086
2087         if (vp)
2088                 pbgetvp(vp, nbp);
2089         return(nbp);
2090 }
2091
2092 void
2093 flushchainbuf(struct buf *nbp)
2094 {
2095         GIANT_REQUIRED;
2096         if (nbp->b_bcount) {
2097                 nbp->b_bufsize = nbp->b_bcount;
2098                 if (nbp->b_iocmd == BIO_WRITE)
2099                         nbp->b_dirtyend = nbp->b_bcount;
2100                 BUF_KERNPROC(nbp);
2101                 BUF_STRATEGY(nbp);
2102         } else {
2103                 bufdone(nbp);
2104         }
2105 }
2106
2107 static void
2108 waitchainbuf(struct bio *bp, int limit, int done)
2109 {
2110         int s;
2111         u_int *count;
2112
2113         GIANT_REQUIRED;
2114         count = (u_int *)&(bp->bio_driver1);
2115         s = splbio();
2116         while (*count > limit) {
2117                 bp->bio_flags |= BIO_FLAG1;
2118                 tsleep(bp, PRIBIO + 4, "bpchain", 0);
2119         }
2120         if (done) {
2121                 if (bp->bio_resid != 0 && !(bp->bio_flags & BIO_ERROR)) {
2122                         bp->bio_flags |= BIO_ERROR;
2123                         bp->bio_error = EINVAL;
2124                 }
2125                 biodone(bp);
2126         }
2127         splx(s);
2128 }
2129