sys/vm/vm_kern.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_kern.c     8.3 (Berkeley) 1/12/94
  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  *      Kernel memory management.
  63  */
  64
  65 #include <sys/cdefs.h>
  66 __FBSDID("$FreeBSD$");
  67
  68 #include <sys/param.h>
  69 #include <sys/systm.h>
  70 #include <sys/kernel.h>         /* for ticks and hz */
  71 #include <sys/eventhandler.h>
  72 #include <sys/lock.h>
  73 #include <sys/proc.h>
  74 #include <sys/malloc.h>
  75 #include <sys/rwlock.h>
  76 #include <sys/sysctl.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/vm_param.h>
  80 #include <vm/pmap.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_pageout.h>
  85 #include <vm/vm_extern.h>
  86 #include <vm/uma.h>
  87
  88 vm_map_t kernel_map;
  89 vm_map_t kmem_map;
  90 vm_map_t exec_map;
  91 vm_map_t pipe_map;
  92
  93 const void *zero_region;
  94 CTASSERT((ZERO_REGION_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
  95
  96 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, min_kernel_address, CTLFLAG_RD,
  97     NULL, VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, "Min kernel address");
  98
  99 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, max_kernel_address, CTLFLAG_RD,
 100 #if defined(__arm__) || defined(__sparc64__)
 101     &vm_max_kernel_address, 0,
 102 #else
 103     NULL, VM_MAX_KERNEL_ADDRESS,
 104 #endif
 105     "Max kernel address");
 106
 107 /*
 108  *      kmem_alloc_nofault:
 109  *
 110  *      Allocate a virtual address range with no underlying object and
 111  *      no initial mapping to physical memory.  Any mapping from this
 112  *      range to physical memory must be explicitly created prior to
 113  *      its use, typically with pmap_qenter().  Any attempt to create
 114  *      a mapping on demand through vm_fault() will result in a panic.
 115  */
 116 vm_offset_t
 117 kmem_alloc_nofault(map, size)
 118         vm_map_t map;
 119         vm_size_t size;
 120 {
 121         vm_offset_t addr;
 122         int result;
 123
 124         size = round_page(size);
 125         addr = vm_map_min(map);
 126         result = vm_map_find(map, NULL, 0, &addr, size, VMFS_ANY_SPACE,
 127             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 128         if (result != KERN_SUCCESS) {
 129                 return (0);
 130         }
 131         return (addr);
 132 }
 133
 134 /*
 135  *      kmem_alloc_nofault_space:
 136  *
 137  *      Allocate a virtual address range with no underlying object and
 138  *      no initial mapping to physical memory within the specified
 139  *      address space.  Any mapping from this range to physical memory
 140  *      must be explicitly created prior to its use, typically with
 141  *      pmap_qenter().  Any attempt to create a mapping on demand
 142  *      through vm_fault() will result in a panic.
 143  */
 144 vm_offset_t
 145 kmem_alloc_nofault_space(map, size, find_space)
 146         vm_map_t map;
 147         vm_size_t size;
 148         int find_space;
 149 {
 150         vm_offset_t addr;
 151         int result;
 152
 153         size = round_page(size);
 154         addr = vm_map_min(map);
 155         result = vm_map_find(map, NULL, 0, &addr, size, find_space,
 156             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 157         if (result != KERN_SUCCESS) {
 158                 return (0);
 159         }
 160         return (addr);
 161 }
 162
 163 /*
 164  *      Allocate wired-down memory in the kernel's address map
 165  *      or a submap.
 166  */
 167 vm_offset_t
 168 kmem_alloc(map, size)
 169         vm_map_t map;
 170         vm_size_t size;
 171 {
 172         vm_offset_t addr;
 173         vm_offset_t offset;
 174
 175         size = round_page(size);
 176
 177         /*
 178          * Use the kernel object for wired-down kernel pages. Assume that no
 179          * region of the kernel object is referenced more than once.
 180          */
 181
 182         /*
 183          * Locate sufficient space in the map.  This will give us the final
 184          * virtual address for the new memory, and thus will tell us the
 185          * offset within the kernel map.
 186          */
 187         vm_map_lock(map);
 188         if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr)) {
 189                 vm_map_unlock(map);
 190                 return (0);
 191         }
 192         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 193         vm_object_reference(kernel_object);
 194         vm_map_insert(map, kernel_object, offset, addr, addr + size,
 195                 VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0);
 196         vm_map_unlock(map);
 197
 198         /*
 199          * And finally, mark the data as non-pageable.
 200          */
 201         (void) vm_map_wire(map, addr, addr + size,
 202             VM_MAP_WIRE_SYSTEM|VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
 203
 204         return (addr);
 205 }
 206
 207 /*
 208  *      Allocates a region from the kernel address map and physical pages
 209  *      within the specified address range to the kernel object.  Creates a
 210  *      wired mapping from this region to these pages, and returns the
 211  *      region's starting virtual address.  The allocated pages are not
 212  *      necessarily physically contiguous.  If M_ZERO is specified through the
 213  *      given flags, then the pages are zeroed before they are mapped.
 214  */
 215 vm_offset_t
 216 kmem_alloc_attr(vm_map_t map, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 217     vm_paddr_t high, vm_memattr_t memattr)
 218 {
 219         vm_object_t object = kernel_object;
 220         vm_offset_t addr;
 221         vm_ooffset_t end_offset, offset;
 222         vm_page_t m;
 223         int pflags, tries;
 224
 225         size = round_page(size);
 226         vm_map_lock(map);
 227         if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr)) {
 228                 vm_map_unlock(map);
 229                 return (0);
 230         }
 231         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 232         vm_object_reference(object);
 233         vm_map_insert(map, object, offset, addr, addr + size, VM_PROT_ALL,
 234             VM_PROT_ALL, 0);
 235         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY;
 236         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 237         end_offset = offset + size;
 238         for (; offset < end_offset; offset += PAGE_SIZE) {
 239                 tries = 0;
 240 retry:
 241                 m = vm_page_alloc_contig(object, OFF_TO_IDX(offset), pflags, 1,
 242                     low, high, PAGE_SIZE, 0, memattr);
 243                 if (m == NULL) {
 244                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 245                         if (tries < ((flags & M_NOWAIT) != 0 ? 1 : 3)) {
 246                                 vm_map_unlock(map);
 247                                 vm_pageout_grow_cache(tries, low, high);
 248                                 vm_map_lock(map);
 249                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
 250                                 tries++;
 251                                 goto retry;
 252                         }
 253
 254                         /*
 255                          * Since the pages that were allocated by any previous
 256                          * iterations of this loop are not busy, they can be
 257                          * freed by vm_object_page_remove(), which is called
 258                          * by vm_map_delete().
 259                          */
 260                         vm_map_delete(map, addr, addr + size);
 261                         vm_map_unlock(map);
 262                         return (0);
 263                 }
 264                 if ((flags & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 265                         pmap_zero_page(m);
 266                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 267         }
 268         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 269         vm_map_unlock(map);
 270         vm_map_wire(map, addr, addr + size, VM_MAP_WIRE_SYSTEM |
 271             VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
 272         return (addr);
 273 }
 274
 275 /*
 276  *      Allocates a region from the kernel address map and physically
 277  *      contiguous pages within the specified address range to the kernel
 278  *      object.  Creates a wired mapping from this region to these pages, and
 279  *      returns the region's starting virtual address.  If M_ZERO is specified
 280  *      through the given flags, then the pages are zeroed before they are
 281  *      mapped.
 282  */
 283 vm_offset_t
 284 kmem_alloc_contig(vm_map_t map, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 285     vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary,
 286     vm_memattr_t memattr)
 287 {
 288         vm_object_t object = kernel_object;
 289         vm_offset_t addr;
 290         vm_ooffset_t offset;
 291         vm_page_t end_m, m;
 292         int pflags, tries;
 293
 294         size = round_page(size);
 295         vm_map_lock(map);
 296         if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr)) {
 297                 vm_map_unlock(map);
 298                 return (0);
 299         }
 300         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 301         vm_object_reference(object);
 302         vm_map_insert(map, object, offset, addr, addr + size, VM_PROT_ALL,
 303             VM_PROT_ALL, 0);
 304         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY;
 305         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 306         tries = 0;
 307 retry:
 308         m = vm_page_alloc_contig(object, OFF_TO_IDX(offset), pflags,
 309             atop(size), low, high, alignment, boundary, memattr);
 310         if (m == NULL) {
 311                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 312                 if (tries < ((flags & M_NOWAIT) != 0 ? 1 : 3)) {
 313                         vm_map_unlock(map);
 314                         vm_pageout_grow_cache(tries, low, high);
 315                         vm_map_lock(map);
 316                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 317                         tries++;
 318                         goto retry;
 319                 }
 320                 vm_map_delete(map, addr, addr + size);
 321                 vm_map_unlock(map);
 322                 return (0);
 323         }
 324         end_m = m + atop(size);
 325         for (; m < end_m; m++) {
 326                 if ((flags & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 327                         pmap_zero_page(m);
 328                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 329         }
 330         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 331         vm_map_unlock(map);
 332         vm_map_wire(map, addr, addr + size, VM_MAP_WIRE_SYSTEM |
 333             VM_MAP_WIRE_NOHOLES);
 334         return (addr);
 335 }
 336
 337 /*
 338  *      kmem_free:
 339  *
 340  *      Release a region of kernel virtual memory allocated
 341  *      with kmem_alloc, and return the physical pages
 342  *      associated with that region.
 343  *
 344  *      This routine may not block on kernel maps.
 345  */
 346 void
 347 kmem_free(map, addr, size)
 348         vm_map_t map;
 349         vm_offset_t addr;
 350         vm_size_t size;
 351 {
 352
 353         (void) vm_map_remove(map, trunc_page(addr), round_page(addr + size));
 354 }
 355
 356 /*
 357  *      kmem_suballoc:
 358  *
 359  *      Allocates a map to manage a subrange
 360  *      of the kernel virtual address space.
 361  *
 362  *      Arguments are as follows:
 363  *
 364  *      parent          Map to take range from
 365  *      min, max        Returned endpoints of map
 366  *      size            Size of range to find
 367  *      superpage_align Request that min is superpage aligned
 368  */
 369 vm_map_t
 370 kmem_suballoc(vm_map_t parent, vm_offset_t *min, vm_offset_t *max,
 371     vm_size_t size, boolean_t superpage_align)
 372 {
 373         int ret;
 374         vm_map_t result;
 375
 376         size = round_page(size);
 377
 378         *min = vm_map_min(parent);
 379         ret = vm_map_find(parent, NULL, 0, min, size, superpage_align ?
 380             VMFS_ALIGNED_SPACE : VMFS_ANY_SPACE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
 381             MAP_ACC_NO_CHARGE);
 382         if (ret != KERN_SUCCESS)
 383                 panic("kmem_suballoc: bad status return of %d", ret);
 384         *max = *min + size;
 385         result = vm_map_create(vm_map_pmap(parent), *min, *max);
 386         if (result == NULL)
 387                 panic("kmem_suballoc: cannot create submap");
 388         if (vm_map_submap(parent, *min, *max, result) != KERN_SUCCESS)
 389                 panic("kmem_suballoc: unable to change range to submap");
 390         return (result);
 391 }
 392
 393 /*
 394  *      kmem_malloc:
 395  *
 396  *      Allocate wired-down memory in the kernel's address map for the higher
 397  *      level kernel memory allocator (kern/kern_malloc.c).  We cannot use
 398  *      kmem_alloc() because we may need to allocate memory at interrupt
 399  *      level where we cannot block (canwait == FALSE).
 400  *
 401  *      This routine has its own private kernel submap (kmem_map) and object
 402  *      (kmem_object).  This, combined with the fact that only malloc uses
 403  *      this routine, ensures that we will never block in map or object waits.
 404  *
 405  *      We don't worry about expanding the map (adding entries) since entries
 406  *      for wired maps are statically allocated.
 407  *
 408  *      `map' is ONLY allowed to be kmem_map or one of the mbuf submaps to
 409  *      which we never free.
 410  */
 411 vm_offset_t
 412 kmem_malloc(map, size, flags)
 413         vm_map_t map;
 414         vm_size_t size;
 415         int flags;
 416 {
 417         vm_offset_t addr;
 418         int i, rv;
 419
 420         size = round_page(size);
 421         addr = vm_map_min(map);
 422
 423         /*
 424          * Locate sufficient space in the map.  This will give us the final
 425          * virtual address for the new memory, and thus will tell us the
 426          * offset within the kernel map.
 427          */
 428         vm_map_lock(map);
 429         if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr)) {
 430                 vm_map_unlock(map);
 431                 if ((flags & M_NOWAIT) == 0) {
 432                         for (i = 0; i < 8; i++) {
 433                                 EVENTHANDLER_INVOKE(vm_lowmem, 0);
 434                                 uma_reclaim();
 435                                 vm_map_lock(map);
 436                                 if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map),
 437                                     size, &addr) == 0) {
 438                                         break;
 439                                 }
 440                                 vm_map_unlock(map);
 441                                 tsleep(&i, 0, "nokva", (hz / 4) * (i + 1));
 442                         }
 443                         if (i == 8) {
 444                                 panic("kmem_malloc(%ld): kmem_map too small: %ld total allocated",
 445                                     (long)size, (long)map->size);
 446                         }
 447                 } else {
 448                         return (0);
 449                 }
 450         }
 451
 452         rv = kmem_back(map, addr, size, flags);
 453         vm_map_unlock(map);
 454         return (rv == KERN_SUCCESS ? addr : 0);
 455 }
 456
 457 /*
 458  *      kmem_back:
 459  *
 460  *      Allocate physical pages for the specified virtual address range.
 461  */
 462 int
 463 kmem_back(vm_map_t map, vm_offset_t addr, vm_size_t size, int flags)
 464 {
 465         vm_offset_t offset, i;
 466         vm_map_entry_t entry;
 467         vm_page_t m;
 468         int pflags;
 469         boolean_t found;
 470
 471         KASSERT(vm_map_locked(map), ("kmem_back: map %p is not locked", map));
 472         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 473         vm_object_reference(kmem_object);
 474         vm_map_insert(map, kmem_object, offset, addr, addr + size,
 475             VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, 0);
 476
 477         /*
 478          * Assert: vm_map_insert() will never be able to extend the
 479          * previous entry so vm_map_lookup_entry() will find a new
 480          * entry exactly corresponding to this address range and it
 481          * will have wired_count == 0.
 482          */
 483         found = vm_map_lookup_entry(map, addr, &entry);
 484         KASSERT(found && entry->start == addr && entry->end == addr + size &&
 485             entry->wired_count == 0 && (entry->eflags & MAP_ENTRY_IN_TRANSITION)
 486             == 0, ("kmem_back: entry not found or misaligned"));
 487
 488         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_WIRED;
 489
 490         VM_OBJECT_WLOCK(kmem_object);
 491         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
 492 retry:
 493                 m = vm_page_alloc(kmem_object, OFF_TO_IDX(offset + i), pflags);
 494
 495                 /*
 496                  * Ran out of space, free everything up and return. Don't need
 497                  * to lock page queues here as we know that the pages we got
 498                  * aren't on any queues.
 499                  */
 500                 if (m == NULL) {
 501                         if ((flags & M_NOWAIT) == 0) {
 502                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(kmem_object);
 503                                 entry->eflags |= MAP_ENTRY_IN_TRANSITION;
 504                                 vm_map_unlock(map);
 505                                 VM_WAIT;
 506                                 vm_map_lock(map);
 507                                 KASSERT(
 508 (entry->eflags & (MAP_ENTRY_IN_TRANSITION | MAP_ENTRY_NEEDS_WAKEUP)) ==
 509                                     MAP_ENTRY_IN_TRANSITION,
 510                                     ("kmem_back: volatile entry"));
 511                                 entry->eflags &= ~MAP_ENTRY_IN_TRANSITION;
 512                                 VM_OBJECT_WLOCK(kmem_object);
 513                                 goto retry;
 514                         }
 515                         /*
 516                          * Free the pages before removing the map entry.
 517                          * They are already marked busy.  Calling
 518                          * vm_map_delete before the pages has been freed or
 519                          * unbusied will cause a deadlock.
 520                          */
 521                         while (i != 0) {
 522                                 i -= PAGE_SIZE;
 523                                 m = vm_page_lookup(kmem_object,
 524                                                    OFF_TO_IDX(offset + i));
 525                                 vm_page_unwire(m, 0);
 526                                 vm_page_free(m);
 527                         }
 528                         VM_OBJECT_WUNLOCK(kmem_object);
 529                         vm_map_delete(map, addr, addr + size);
 530                         return (KERN_NO_SPACE);
 531                 }
 532                 if (flags & M_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 533                         pmap_zero_page(m);
 534                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 535                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
 536                     ("kmem_malloc: page %p is managed", m));
 537         }
 538         VM_OBJECT_WUNLOCK(kmem_object);
 539
 540         /*
 541          * Mark map entry as non-pageable.  Repeat the assert.
 542          */
 543         KASSERT(entry->start == addr && entry->end == addr + size &&
 544             entry->wired_count == 0,
 545             ("kmem_back: entry not found or misaligned after allocation"));
 546         entry->wired_count = 1;
 547
 548         /*
 549          * At this point, the kmem_object must be unlocked because
 550          * vm_map_simplify_entry() calls vm_object_deallocate(), which
 551          * locks the kmem_object.
 552          */
 553         vm_map_simplify_entry(map, entry);
 554
 555         /*
 556          * Loop thru pages, entering them in the pmap.
 557          */
 558         VM_OBJECT_WLOCK(kmem_object);
 559         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
 560                 m = vm_page_lookup(kmem_object, OFF_TO_IDX(offset + i));
 561                 /*
 562                  * Because this is kernel_pmap, this call will not block.
 563                  */
 564                 pmap_enter(kernel_pmap, addr + i, VM_PROT_ALL, m, VM_PROT_ALL,
 565                     TRUE);
 566                 vm_page_wakeup(m);
 567         }
 568         VM_OBJECT_WUNLOCK(kmem_object);
 569
 570         return (KERN_SUCCESS);
 571 }
 572
 573 /*
 574  *      kmem_alloc_wait:
 575  *
 576  *      Allocates pageable memory from a sub-map of the kernel.  If the submap
 577  *      has no room, the caller sleeps waiting for more memory in the submap.
 578  *
 579  *      This routine may block.
 580  */
 581 vm_offset_t
 582 kmem_alloc_wait(map, size)
 583         vm_map_t map;
 584         vm_size_t size;
 585 {
 586         vm_offset_t addr;
 587
 588         size = round_page(size);
 589         if (!swap_reserve(size))
 590                 return (0);
 591
 592         for (;;) {
 593                 /*
 594                  * To make this work for more than one map, use the map's lock
 595                  * to lock out sleepers/wakers.
 596                  */
 597                 vm_map_lock(map);
 598                 if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr) == 0)
 599                         break;
 600                 /* no space now; see if we can ever get space */
 601                 if (vm_map_max(map) - vm_map_min(map) < size) {
 602                         vm_map_unlock(map);
 603                         swap_release(size);
 604                         return (0);
 605                 }
 606                 map->needs_wakeup = TRUE;
 607                 vm_map_unlock_and_wait(map, 0);
 608         }
 609         vm_map_insert(map, NULL, 0, addr, addr + size, VM_PROT_ALL,
 610             VM_PROT_ALL, MAP_ACC_CHARGED);
 611         vm_map_unlock(map);
 612         return (addr);
 613 }
 614
 615 /*
 616  *      kmem_free_wakeup:
 617  *
 618  *      Returns memory to a submap of the kernel, and wakes up any processes
 619  *      waiting for memory in that map.
 620  */
 621 void
 622 kmem_free_wakeup(map, addr, size)
 623         vm_map_t map;
 624         vm_offset_t addr;
 625         vm_size_t size;
 626 {
 627
 628         vm_map_lock(map);
 629         (void) vm_map_delete(map, trunc_page(addr), round_page(addr + size));
 630         if (map->needs_wakeup) {
 631                 map->needs_wakeup = FALSE;
 632                 vm_map_wakeup(map);
 633         }
 634         vm_map_unlock(map);
 635 }
 636
 637 static void
 638 kmem_init_zero_region(void)
 639 {
 640         vm_offset_t addr, i;
 641         vm_page_t m;
 642         int error;
 643
 644         /*
 645          * Map a single physical page of zeros to a larger virtual range.
 646          * This requires less looping in places that want large amounts of
 647          * zeros, while not using much more physical resources.
 648          */
 649         addr = kmem_alloc_nofault(kernel_map, ZERO_REGION_SIZE);
 650         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
 651             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
 652         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
 653                 pmap_zero_page(m);
 654         for (i = 0; i < ZERO_REGION_SIZE; i += PAGE_SIZE)
 655                 pmap_qenter(addr + i, &m, 1);
 656         error = vm_map_protect(kernel_map, addr, addr + ZERO_REGION_SIZE,
 657             VM_PROT_READ, TRUE);
 658         KASSERT(error == 0, ("error=%d", error));
 659
 660         zero_region = (const void *)addr;
 661 }
 662
 663 /*
 664  *      kmem_init:
 665  *
 666  *      Create the kernel map; insert a mapping covering kernel text,
 667  *      data, bss, and all space allocated thus far (`boostrap' data).  The
 668  *      new map will thus map the range between VM_MIN_KERNEL_ADDRESS and
 669  *      `start' as allocated, and the range between `start' and `end' as free.
 670  */
 671 void
 672 kmem_init(start, end)
 673         vm_offset_t start, end;
 674 {
 675         vm_map_t m;
 676
 677         m = vm_map_create(kernel_pmap, VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, end);
 678         m->system_map = 1;
 679         vm_map_lock(m);
 680         /* N.B.: cannot use kgdb to debug, starting with this assignment ... */
 681         kernel_map = m;
 682         (void) vm_map_insert(m, NULL, (vm_ooffset_t) 0,
 683 #ifdef __amd64__
 684             KERNBASE,
 685 #else
 686             VM_MIN_KERNEL_ADDRESS,
 687 #endif
 688             start, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 689         /* ... and ending with the completion of the above `insert' */
 690         vm_map_unlock(m);
 691
 692         kmem_init_zero_region();
 693 }
 694
 695 #ifdef DIAGNOSTIC
 696 /*
 697  * Allow userspace to directly trigger the VM drain routine for testing
 698  * purposes.
 699  */
 700 static int
 701 debug_vm_lowmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 702 {
 703         int error, i;
 704
 705         i = 0;
 706         error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
 707         if (error)
 708                 return (error);
 709         if (i)
 710                 EVENTHANDLER_INVOKE(vm_lowmem, 0);
 711         return (0);
 712 }
 713
 714 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, vm_lowmem, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 715     debug_vm_lowmem, "I", "set to trigger vm_lowmem event");
 716 #endif