sys/vm/vm_init.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1991, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   6  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  *      from: @(#)vm_init.c     8.1 (Berkeley) 6/11/93
  33  *
  34  *
  35  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
  36  * All rights reserved.
  37  *
  38  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
  39  *
  40  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
  41  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
  42  * notice and this permission notice appear in all copies of the
  43  * software, derivative works or modified versions, and any portions
  44  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
  45  *
  46  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
  47  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
  48  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
  49  *
  50  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
  51  *
  52  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
  53  *  School of Computer Science
  54  *  Carnegie Mellon University
  55  *  Pittsburgh PA 15213-3890
  56  *
  57  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
  58  * rights to redistribute these changes.
  59  */
  60
  61 /*
  62  *      Initialize the Virtual Memory subsystem.
  63  */
  64
  65 #include <sys/cdefs.h>
  66 __FBSDID("$FreeBSD$");
  67
  68 #include <sys/param.h>
  69 #include <sys/kernel.h>
  70 #include <sys/lock.h>
  71 #include <sys/proc.h>
  72 #include <sys/rwlock.h>
  73 #include <sys/malloc.h>
  74 #include <sys/sysctl.h>
  75 #include <sys/systm.h>
  76 #include <sys/selinfo.h>
  77 #include <sys/pipe.h>
  78 #include <sys/bio.h>
  79 #include <sys/buf.h>
  80 #include <sys/vmem.h>
  81
  82 #include <vm/vm.h>
  83 #include <vm/vm_param.h>
  84 #include <vm/vm_kern.h>
  85 #include <vm/vm_object.h>
  86 #include <vm/vm_page.h>
  87 #include <vm/vm_map.h>
  88 #include <vm/vm_pager.h>
  89 #include <vm/vm_extern.h>
  90
  91 long physmem;
  92
  93 static int exec_map_entries = 16;
  94 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, exec_map_entries, CTLFLAG_RDTUN, &exec_map_entries, 0,
  95     "Maximum number of simultaneous execs");
  96
  97 /*
  98  * System initialization
  99  */
 100 static void vm_mem_init(void *);
 101 SYSINIT(vm_mem, SI_SUB_VM, SI_ORDER_FIRST, vm_mem_init, NULL);
 102
 103 /*
 104  * Import kva into the kernel arena.
 105  */
 106 static int
 107 kva_import(void *unused, vmem_size_t size, int flags, vmem_addr_t *addrp)
 108 {
 109         vm_offset_t addr;
 110         int result;
 111
 112         addr = vm_map_min(kernel_map);
 113         result = vm_map_find(kernel_map, NULL, 0, &addr, size, 0,
 114             VMFS_SUPER_SPACE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 115         if (result != KERN_SUCCESS)
 116                 return (ENOMEM);
 117
 118         *addrp = addr;
 119
 120         return (0);
 121 }
 122
 123 /*
 124  *      vm_init initializes the virtual memory system.
 125  *      This is done only by the first cpu up.
 126  *
 127  *      The start and end address of physical memory is passed in.
 128  */
 129 /* ARGSUSED*/
 130 static void
 131 vm_mem_init(dummy)
 132         void *dummy;
 133 {
 134
 135         /*
 136          * Initializes resident memory structures. From here on, all physical
 137          * memory is accounted for, and we use only virtual addresses.
 138          */
 139         vm_set_page_size();
 140         virtual_avail = vm_page_startup(virtual_avail);
 141
 142         /*
 143          * Initialize other VM packages
 144          */
 145         vmem_startup();
 146         vm_object_init();
 147         vm_map_startup();
 148         kmem_init(virtual_avail, virtual_end);
 149
 150         /*
 151          * Initialize the kernel_arena.  This can grow on demand.
 152          */
 153         vmem_init(kernel_arena, "kernel arena", 0, 0, PAGE_SIZE, 0, 0);
 154         vmem_set_import(kernel_arena, kva_import, NULL, NULL,
 155 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
 156             1 << (VM_LEVEL_0_ORDER + PAGE_SHIFT));
 157 #else
 158             /* On non-superpage architectures want large import sizes. */
 159             PAGE_SIZE * 1024);
 160 #endif
 161
 162         kmem_init_zero_region();
 163         pmap_init();
 164         vm_pager_init();
 165 }
 166
 167 void
 168 vm_ksubmap_init(struct kva_md_info *kmi)
 169 {
 170         vm_offset_t firstaddr;
 171         caddr_t v;
 172         vm_size_t size = 0;
 173         long physmem_est;
 174         vm_offset_t minaddr;
 175         vm_offset_t maxaddr;
 176
 177         /*
 178          * Allocate space for system data structures.
 179          * The first available kernel virtual address is in "v".
 180          * As pages of kernel virtual memory are allocated, "v" is incremented.
 181          * As pages of memory are allocated and cleared,
 182          * "firstaddr" is incremented.
 183          */
 184
 185         /*
 186          * Make two passes.  The first pass calculates how much memory is
 187          * needed and allocates it.  The second pass assigns virtual
 188          * addresses to the various data structures.
 189          */
 190         firstaddr = 0;
 191 again:
 192         v = (caddr_t)firstaddr;
 193
 194         /*
 195          * Discount the physical memory larger than the size of kernel_map
 196          * to avoid eating up all of KVA space.
 197          */
 198         physmem_est = lmin(physmem, btoc(kernel_map->max_offset -
 199             kernel_map->min_offset));
 200
 201         v = kern_vfs_bio_buffer_alloc(v, physmem_est);
 202
 203         /*
 204          * End of first pass, size has been calculated so allocate memory
 205          */
 206         if (firstaddr == 0) {
 207                 size = (vm_size_t)v;
 208                 firstaddr = kmem_malloc(kernel_arena, round_page(size),
 209                     M_ZERO | M_WAITOK);
 210                 if (firstaddr == 0)
 211                         panic("startup: no room for tables");
 212                 goto again;
 213         }
 214
 215         /*
 216          * End of second pass, addresses have been assigned
 217          */
 218         if ((vm_size_t)((char *)v - firstaddr) != size)
 219                 panic("startup: table size inconsistency");
 220
 221         /*
 222          * Allocate the clean map to hold all of the paging and I/O virtual
 223          * memory.
 224          */
 225         size = (long)nbuf * BKVASIZE + (long)nswbuf * MAXPHYS +
 226             (long)bio_transient_maxcnt * MAXPHYS;
 227         kmi->clean_sva = firstaddr = kva_alloc(size);
 228         kmi->clean_eva = firstaddr + size;
 229
 230         /*
 231          * Allocate the buffer arena.
 232          */
 233         size = (long)nbuf * BKVASIZE;
 234         kmi->buffer_sva = firstaddr;
 235         kmi->buffer_eva = kmi->buffer_sva + size;
 236         vmem_init(buffer_arena, "buffer arena", kmi->buffer_sva, size,
 237             PAGE_SIZE, 0, 0);
 238         firstaddr += size;
 239
 240         /*
 241          * Now swap kva.
 242          */
 243         swapbkva = firstaddr;
 244         size = (long)nswbuf * MAXPHYS;
 245         firstaddr += size;
 246
 247         /*
 248          * And optionally transient bio space.
 249          */
 250         if (bio_transient_maxcnt != 0) {
 251                 size = (long)bio_transient_maxcnt * MAXPHYS;
 252                 vmem_init(transient_arena, "transient arena",
 253                     firstaddr, size, PAGE_SIZE, 0, 0);
 254                 firstaddr += size;
 255         }
 256         if (firstaddr != kmi->clean_eva)
 257                 panic("Clean map calculation incorrect");
 258
 259         /*
 260          * Allocate the pageable submaps.
 261          */
 262         exec_map = kmem_suballoc(kernel_map, &minaddr, &maxaddr,
 263             exec_map_entries * round_page(PATH_MAX + ARG_MAX), FALSE);
 264         pipe_map = kmem_suballoc(kernel_map, &minaddr, &maxaddr, maxpipekva,
 265             FALSE);
 266 }