sys/vm/vm_kern.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: (BSD-3-Clause AND MIT-CMU)
   3  *
   4  * Copyright (c) 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      from: @(#)vm_kern.c     8.3 (Berkeley) 1/12/94
  35  *
  36  *
  37  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
  38  * All rights reserved.
  39  *
  40  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
  41  *
  42  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
  43  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
  44  * notice and this permission notice appear in all copies of the
  45  * software, derivative works or modified versions, and any portions
  46  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
  47  *
  48  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
  49  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
  50  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
  51  *
  52  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
  53  *
  54  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
  55  *  School of Computer Science
  56  *  Carnegie Mellon University
  57  *  Pittsburgh PA 15213-3890
  58  *
  59  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
  60  * rights to redistribute these changes.
  61  */
  62
  63 /*
  64  *      Kernel memory management.
  65  */
  66
  67 #include <sys/cdefs.h>
  68 __FBSDID("$FreeBSD$");
  69
  70 #include "opt_vm.h"
  71
  72 #include <sys/param.h>
  73 #include <sys/systm.h>
  74 #include <sys/kernel.h>         /* for ticks and hz */
  75 #include <sys/domainset.h>
  76 #include <sys/eventhandler.h>
  77 #include <sys/lock.h>
  78 #include <sys/proc.h>
  79 #include <sys/malloc.h>
  80 #include <sys/rwlock.h>
  81 #include <sys/sysctl.h>
  82 #include <sys/vmem.h>
  83 #include <sys/vmmeter.h>
  84
  85 #include <vm/vm.h>
  86 #include <vm/vm_param.h>
  87 #include <vm/vm_domainset.h>
  88 #include <vm/vm_kern.h>
  89 #include <vm/pmap.h>
  90 #include <vm/vm_map.h>
  91 #include <vm/vm_object.h>
  92 #include <vm/vm_page.h>
  93 #include <vm/vm_pageout.h>
  94 #include <vm/vm_phys.h>
  95 #include <vm/vm_radix.h>
  96 #include <vm/vm_extern.h>
  97 #include <vm/uma.h>
  98
  99 vm_map_t kernel_map;
 100 vm_map_t exec_map;
 101 vm_map_t pipe_map;
 102
 103 const void *zero_region;
 104 CTASSERT((ZERO_REGION_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 105
 106 /* NB: Used by kernel debuggers. */
 107 const u_long vm_maxuser_address = VM_MAXUSER_ADDRESS;
 108
 109 u_int exec_map_entry_size;
 110 u_int exec_map_entries;
 111
 112 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, min_kernel_address, CTLFLAG_RD,
 113     SYSCTL_NULL_ULONG_PTR, VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, "Min kernel address");
 114
 115 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, max_kernel_address, CTLFLAG_RD,
 116 #if defined(__arm__) || defined(__sparc64__)
 117     &vm_max_kernel_address, 0,
 118 #else
 119     SYSCTL_NULL_ULONG_PTR, VM_MAX_KERNEL_ADDRESS,
 120 #endif
 121     "Max kernel address");
 122
 123 /*
 124  *      kva_alloc:
 125  *
 126  *      Allocate a virtual address range with no underlying object and
 127  *      no initial mapping to physical memory.  Any mapping from this
 128  *      range to physical memory must be explicitly created prior to
 129  *      its use, typically with pmap_qenter().  Any attempt to create
 130  *      a mapping on demand through vm_fault() will result in a panic.
 131  */
 132 vm_offset_t
 133 kva_alloc(vm_size_t size)
 134 {
 135         vm_offset_t addr;
 136
 137         size = round_page(size);
 138         if (vmem_alloc(kernel_arena, size, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr))
 139                 return (0);
 140
 141         return (addr);
 142 }
 143
 144 /*
 145  *      kva_free:
 146  *
 147  *      Release a region of kernel virtual memory allocated
 148  *      with kva_alloc, and return the physical pages
 149  *      associated with that region.
 150  *
 151  *      This routine may not block on kernel maps.
 152  */
 153 void
 154 kva_free(vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 155 {
 156
 157         size = round_page(size);
 158         vmem_free(kernel_arena, addr, size);
 159 }
 160
 161 /*
 162  *      Allocates a region from the kernel address map and physical pages
 163  *      within the specified address range to the kernel object.  Creates a
 164  *      wired mapping from this region to these pages, and returns the
 165  *      region's starting virtual address.  The allocated pages are not
 166  *      necessarily physically contiguous.  If M_ZERO is specified through the
 167  *      given flags, then the pages are zeroed before they are mapped.
 168  */
 169 vm_offset_t
 170 kmem_alloc_attr_domain(int domain, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 171     vm_paddr_t high, vm_memattr_t memattr)
 172 {
 173         vmem_t *vmem;
 174         vm_object_t object = kernel_object;
 175         vm_offset_t addr, i, offset;
 176         vm_page_t m;
 177         int pflags, tries;
 178
 179         size = round_page(size);
 180         vmem = vm_dom[domain].vmd_kernel_arena;
 181         if (vmem_alloc(vmem, size, M_BESTFIT | flags, &addr))
 182                 return (0);
 183         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 184         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED;
 185         pflags &= ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
 186         pflags |= VM_ALLOC_NOWAIT;
 187         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 188         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
 189                 tries = 0;
 190 retry:
 191                 m = vm_page_alloc_contig_domain(object, atop(offset + i),
 192                     domain, pflags, 1, low, high, PAGE_SIZE, 0, memattr);
 193                 if (m == NULL) {
 194                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 195                         if (tries < ((flags & M_NOWAIT) != 0 ? 1 : 3)) {
 196                                 if (!vm_page_reclaim_contig_domain(domain,
 197                                     pflags, 1, low, high, PAGE_SIZE, 0) &&
 198                                     (flags & M_WAITOK) != 0)
 199                                         VM_WAIT;
 200                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
 201                                 tries++;
 202                                 goto retry;
 203                         }
 204                         kmem_unback(object, addr, i);
 205                         vmem_free(vmem, addr, size);
 206                         return (0);
 207                 }
 208                 KASSERT(vm_phys_domidx(m) == domain,
 209                     ("kmem_alloc_attr_domain: Domain mismatch %d != %d",
 210                     vm_phys_domidx(m), domain));
 211                 if ((flags & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 212                         pmap_zero_page(m);
 213                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 214                 pmap_enter(kernel_pmap, addr + i, m, VM_PROT_ALL,
 215                     VM_PROT_ALL | PMAP_ENTER_WIRED, 0);
 216         }
 217         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 218         return (addr);
 219 }
 220
 221 vm_offset_t
 222 kmem_alloc_attr(vmem_t *vmem, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 223     vm_paddr_t high, vm_memattr_t memattr)
 224 {
 225         struct vm_domainset_iter di;
 226         vm_offset_t addr;
 227         int domain;
 228
 229         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 230             ("kmem_alloc_attr: Only kernel_arena is supported."));
 231
 232         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 233         do {
 234                 addr = kmem_alloc_attr_domain(domain, size, flags, low, high,
 235                     memattr);
 236                 if (addr != 0)
 237                         break;
 238         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 239
 240         return (addr);
 241 }
 242
 243 /*
 244  *      Allocates a region from the kernel address map and physically
 245  *      contiguous pages within the specified address range to the kernel
 246  *      object.  Creates a wired mapping from this region to these pages, and
 247  *      returns the region's starting virtual address.  If M_ZERO is specified
 248  *      through the given flags, then the pages are zeroed before they are
 249  *      mapped.
 250  */
 251 vm_offset_t
 252 kmem_alloc_contig_domain(int domain, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 253     vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary,
 254     vm_memattr_t memattr)
 255 {
 256         vmem_t *vmem;
 257         vm_object_t object = kernel_object;
 258         vm_offset_t addr, offset, tmp;
 259         vm_page_t end_m, m;
 260         u_long npages;
 261         int pflags, tries;
 262
 263         size = round_page(size);
 264         vmem = vm_dom[domain].vmd_kernel_arena;
 265         if (vmem_alloc(vmem, size, flags | M_BESTFIT, &addr))
 266                 return (0);
 267         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 268         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED;
 269         pflags &= ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
 270         pflags |= VM_ALLOC_NOWAIT;
 271         npages = atop(size);
 272         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 273         tries = 0;
 274 retry:
 275         m = vm_page_alloc_contig_domain(object, atop(offset), domain, pflags,
 276             npages, low, high, alignment, boundary, memattr);
 277         if (m == NULL) {
 278                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 279                 if (tries < ((flags & M_NOWAIT) != 0 ? 1 : 3)) {
 280                         if (!vm_page_reclaim_contig_domain(domain, pflags,
 281                             npages, low, high, alignment, boundary) &&
 282                             (flags & M_WAITOK) != 0)
 283                                 VM_WAIT;
 284                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 285                         tries++;
 286                         goto retry;
 287                 }
 288                 vmem_free(vmem, addr, size);
 289                 return (0);
 290         }
 291         KASSERT(vm_phys_domidx(m) == domain,
 292             ("kmem_alloc_contig_domain: Domain mismatch %d != %d",
 293             vm_phys_domidx(m), domain));
 294         end_m = m + npages;
 295         tmp = addr;
 296         for (; m < end_m; m++) {
 297                 if ((flags & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 298                         pmap_zero_page(m);
 299                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 300                 pmap_enter(kernel_pmap, tmp, m, VM_PROT_ALL,
 301                     VM_PROT_ALL | PMAP_ENTER_WIRED, 0);
 302                 tmp += PAGE_SIZE;
 303         }
 304         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 305         return (addr);
 306 }
 307
 308 vm_offset_t
 309 kmem_alloc_contig(struct vmem *vmem, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 310     vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary,
 311     vm_memattr_t memattr)
 312 {
 313         struct vm_domainset_iter di;
 314         vm_offset_t addr;
 315         int domain;
 316
 317         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 318             ("kmem_alloc_contig: Only kernel_arena is supported."));
 319
 320         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 321         do {
 322                 addr = kmem_alloc_contig_domain(domain, size, flags, low, high,
 323                     alignment, boundary, memattr);
 324                 if (addr != 0)
 325                         break;
 326         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 327
 328         return (addr);
 329 }
 330
 331 /*
 332  *      kmem_suballoc:
 333  *
 334  *      Allocates a map to manage a subrange
 335  *      of the kernel virtual address space.
 336  *
 337  *      Arguments are as follows:
 338  *
 339  *      parent          Map to take range from
 340  *      min, max        Returned endpoints of map
 341  *      size            Size of range to find
 342  *      superpage_align Request that min is superpage aligned
 343  */
 344 vm_map_t
 345 kmem_suballoc(vm_map_t parent, vm_offset_t *min, vm_offset_t *max,
 346     vm_size_t size, boolean_t superpage_align)
 347 {
 348         int ret;
 349         vm_map_t result;
 350
 351         size = round_page(size);
 352
 353         *min = vm_map_min(parent);
 354         ret = vm_map_find(parent, NULL, 0, min, size, 0, superpage_align ?
 355             VMFS_SUPER_SPACE : VMFS_ANY_SPACE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
 356             MAP_ACC_NO_CHARGE);
 357         if (ret != KERN_SUCCESS)
 358                 panic("kmem_suballoc: bad status return of %d", ret);
 359         *max = *min + size;
 360         result = vm_map_create(vm_map_pmap(parent), *min, *max);
 361         if (result == NULL)
 362                 panic("kmem_suballoc: cannot create submap");
 363         if (vm_map_submap(parent, *min, *max, result) != KERN_SUCCESS)
 364                 panic("kmem_suballoc: unable to change range to submap");
 365         return (result);
 366 }
 367
 368 /*
 369  *      kmem_malloc:
 370  *
 371  *      Allocate wired-down pages in the kernel's address space.
 372  */
 373 vm_offset_t
 374 kmem_malloc_domain(int domain, vm_size_t size, int flags)
 375 {
 376         vmem_t *vmem;
 377         vm_offset_t addr;
 378         int rv;
 379
 380         vmem = vm_dom[domain].vmd_kernel_arena;
 381         size = round_page(size);
 382         if (vmem_alloc(vmem, size, flags | M_BESTFIT, &addr))
 383                 return (0);
 384
 385         rv = kmem_back_domain(domain, kernel_object, addr, size, flags);
 386         if (rv != KERN_SUCCESS) {
 387                 vmem_free(vmem, addr, size);
 388                 return (0);
 389         }
 390         return (addr);
 391 }
 392
 393 vm_offset_t
 394 kmem_malloc(struct vmem *vmem, vm_size_t size, int flags)
 395 {
 396         struct vm_domainset_iter di;
 397         vm_offset_t addr;
 398         int domain;
 399
 400         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 401             ("kmem_malloc: Only kernel_arena is supported."));
 402
 403         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 404         do {
 405                 addr = kmem_malloc_domain(domain, size, flags);
 406                 if (addr != 0)
 407                         break;
 408         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 409
 410         return (addr);
 411 }
 412
 413 /*
 414  *      kmem_back:
 415  *
 416  *      Allocate physical pages for the specified virtual address range.
 417  */
 418 int
 419 kmem_back_domain(int domain, vm_object_t object, vm_offset_t addr,
 420     vm_size_t size, int flags)
 421 {
 422         vm_offset_t offset, i;
 423         vm_page_t m, mpred;
 424         int pflags;
 425
 426         KASSERT(object == kernel_object,
 427             ("kmem_back_domain: only supports kernel object."));
 428
 429         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 430         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED;
 431         pflags &= ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
 432         if (flags & M_WAITOK)
 433                 pflags |= VM_ALLOC_WAITFAIL;
 434
 435         i = 0;
 436         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 437 retry:
 438         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, atop(offset + i));
 439         for (; i < size; i += PAGE_SIZE, mpred = m) {
 440                 m = vm_page_alloc_domain_after(object, atop(offset + i),
 441                     domain, pflags, mpred);
 442
 443                 /*
 444                  * Ran out of space, free everything up and return. Don't need
 445                  * to lock page queues here as we know that the pages we got
 446                  * aren't on any queues.
 447                  */
 448                 if (m == NULL) {
 449                         if ((flags & M_NOWAIT) == 0)
 450                                 goto retry;
 451                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 452                         kmem_unback(object, addr, i);
 453                         return (KERN_NO_SPACE);
 454                 }
 455                 KASSERT(vm_phys_domidx(m) == domain,
 456                     ("kmem_back_domain: Domain mismatch %d != %d",
 457                     vm_phys_domidx(m), domain));
 458                 if (flags & M_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 459                         pmap_zero_page(m);
 460                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
 461                     ("kmem_malloc: page %p is managed", m));
 462                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 463                 pmap_enter(kernel_pmap, addr + i, m, VM_PROT_ALL,
 464                     VM_PROT_ALL | PMAP_ENTER_WIRED, 0);
 465         }
 466         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 467
 468         return (KERN_SUCCESS);
 469 }
 470
 471 int
 472 kmem_back(vm_object_t object, vm_offset_t addr, vm_size_t size, int flags)
 473 {
 474         struct vm_domainset_iter di;
 475         int domain;
 476         int ret;
 477
 478         KASSERT(object == kernel_object,
 479             ("kmem_back: only supports kernel object."));
 480
 481         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 482         do {
 483                 ret = kmem_back_domain(domain, object, addr, size, flags);
 484                 if (ret == KERN_SUCCESS)
 485                         break;
 486         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 487
 488         return (ret);
 489 }
 490
 491 /*
 492  *      kmem_unback:
 493  *
 494  *      Unmap and free the physical pages underlying the specified virtual
 495  *      address range.
 496  *
 497  *      A physical page must exist within the specified object at each index
 498  *      that is being unmapped.
 499  */
 500 static int
 501 _kmem_unback(vm_object_t object, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 502 {
 503         vm_page_t m, next;
 504         vm_offset_t end, offset;
 505         int domain;
 506
 507         KASSERT(object == kernel_object,
 508             ("kmem_unback: only supports kernel object."));
 509
 510         if (size == 0)
 511                 return (0);
 512         pmap_remove(kernel_pmap, addr, addr + size);
 513         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 514         end = offset + size;
 515         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 516         m = vm_page_lookup(object, atop(offset));
 517         domain = vm_phys_domidx(m);
 518         for (; offset < end; offset += PAGE_SIZE, m = next) {
 519                 next = vm_page_next(m);
 520                 vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
 521                 vm_page_free(m);
 522         }
 523         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 524
 525         return (domain);
 526 }
 527
 528 void
 529 kmem_unback(vm_object_t object, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 530 {
 531
 532         _kmem_unback(object, addr, size);
 533 }
 534
 535 /*
 536  *      kmem_free:
 537  *
 538  *      Free memory allocated with kmem_malloc.  The size must match the
 539  *      original allocation.
 540  */
 541 void
 542 kmem_free(struct vmem *vmem, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 543 {
 544         int domain;
 545
 546         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 547             ("kmem_free: Only kernel_arena is supported."));
 548         size = round_page(size);
 549         domain = _kmem_unback(kernel_object, addr, size);
 550         vmem_free(vm_dom[domain].vmd_kernel_arena, addr, size);
 551 }
 552
 553 /*
 554  *      kmap_alloc_wait:
 555  *
 556  *      Allocates pageable memory from a sub-map of the kernel.  If the submap
 557  *      has no room, the caller sleeps waiting for more memory in the submap.
 558  *
 559  *      This routine may block.
 560  */
 561 vm_offset_t
 562 kmap_alloc_wait(vm_map_t map, vm_size_t size)
 563 {
 564         vm_offset_t addr;
 565
 566         size = round_page(size);
 567         if (!swap_reserve(size))
 568                 return (0);
 569
 570         for (;;) {
 571                 /*
 572                  * To make this work for more than one map, use the map's lock
 573                  * to lock out sleepers/wakers.
 574                  */
 575                 vm_map_lock(map);
 576                 if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr) == 0)
 577                         break;
 578                 /* no space now; see if we can ever get space */
 579                 if (vm_map_max(map) - vm_map_min(map) < size) {
 580                         vm_map_unlock(map);
 581                         swap_release(size);
 582                         return (0);
 583                 }
 584                 map->needs_wakeup = TRUE;
 585                 vm_map_unlock_and_wait(map, 0);
 586         }
 587         vm_map_insert(map, NULL, 0, addr, addr + size, VM_PROT_ALL,
 588             VM_PROT_ALL, MAP_ACC_CHARGED);
 589         vm_map_unlock(map);
 590         return (addr);
 591 }
 592
 593 /*
 594  *      kmap_free_wakeup:
 595  *
 596  *      Returns memory to a submap of the kernel, and wakes up any processes
 597  *      waiting for memory in that map.
 598  */
 599 void
 600 kmap_free_wakeup(vm_map_t map, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 601 {
 602
 603         vm_map_lock(map);
 604         (void) vm_map_delete(map, trunc_page(addr), round_page(addr + size));
 605         if (map->needs_wakeup) {
 606                 map->needs_wakeup = FALSE;
 607                 vm_map_wakeup(map);
 608         }
 609         vm_map_unlock(map);
 610 }
 611
 612 void
 613 kmem_init_zero_region(void)
 614 {
 615         vm_offset_t addr, i;
 616         vm_page_t m;
 617
 618         /*
 619          * Map a single physical page of zeros to a larger virtual range.
 620          * This requires less looping in places that want large amounts of
 621          * zeros, while not using much more physical resources.
 622          */
 623         addr = kva_alloc(ZERO_REGION_SIZE);
 624         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
 625             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
 626         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
 627                 pmap_zero_page(m);
 628         for (i = 0; i < ZERO_REGION_SIZE; i += PAGE_SIZE)
 629                 pmap_qenter(addr + i, &m, 1);
 630         pmap_protect(kernel_pmap, addr, addr + ZERO_REGION_SIZE, VM_PROT_READ);
 631
 632         zero_region = (const void *)addr;
 633 }
 634
 635 /*
 636  *      kmem_init:
 637  *
 638  *      Create the kernel map; insert a mapping covering kernel text,
 639  *      data, bss, and all space allocated thus far (`boostrap' data).  The
 640  *      new map will thus map the range between VM_MIN_KERNEL_ADDRESS and
 641  *      `start' as allocated, and the range between `start' and `end' as free.
 642  */
 643 void
 644 kmem_init(vm_offset_t start, vm_offset_t end)
 645 {
 646         vm_map_t m;
 647
 648         m = vm_map_create(kernel_pmap, VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, end);
 649         m->system_map = 1;
 650         vm_map_lock(m);
 651         /* N.B.: cannot use kgdb to debug, starting with this assignment ... */
 652         kernel_map = m;
 653         (void) vm_map_insert(m, NULL, (vm_ooffset_t) 0,
 654 #ifdef __amd64__
 655             KERNBASE,
 656 #else
 657             VM_MIN_KERNEL_ADDRESS,
 658 #endif
 659             start, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 660         /* ... and ending with the completion of the above `insert' */
 661         vm_map_unlock(m);
 662 }
 663
 664 #ifdef DIAGNOSTIC
 665 /*
 666  * Allow userspace to directly trigger the VM drain routine for testing
 667  * purposes.
 668  */
 669 static int
 670 debug_vm_lowmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 671 {
 672         int error, i;
 673
 674         i = 0;
 675         error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
 676         if (error)
 677                 return (error);
 678         if ((i & ~(VM_LOW_KMEM | VM_LOW_PAGES)) != 0)
 679                 return (EINVAL);
 680         if (i != 0)
 681                 EVENTHANDLER_INVOKE(vm_lowmem, i);
 682         return (0);
 683 }
 684
 685 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, vm_lowmem, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 686     debug_vm_lowmem, "I", "set to trigger vm_lowmem event with given flags");
 687 #endif