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