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