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_pagequeue.h>
  96 #include <vm/vm_radix.h>
  97 #include <vm/vm_extern.h>
  98 #include <vm/uma.h>
  99
 100 vm_map_t kernel_map;
 101 vm_map_t exec_map;
 102 vm_map_t pipe_map;
 103
 104 const void *zero_region;
 105 CTASSERT((ZERO_REGION_SIZE & PAGE_MASK) == 0);
 106
 107 /* NB: Used by kernel debuggers. */
 108 const u_long vm_maxuser_address = VM_MAXUSER_ADDRESS;
 109
 110 u_int exec_map_entry_size;
 111 u_int exec_map_entries;
 112
 113 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, min_kernel_address, CTLFLAG_RD,
 114     SYSCTL_NULL_ULONG_PTR, VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, "Min kernel address");
 115
 116 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, max_kernel_address, CTLFLAG_RD,
 117 #if defined(__arm__) || defined(__sparc64__)
 118     &vm_max_kernel_address, 0,
 119 #else
 120     SYSCTL_NULL_ULONG_PTR, VM_MAX_KERNEL_ADDRESS,
 121 #endif
 122     "Max kernel address");
 123
 124 /*
 125  *      kva_alloc:
 126  *
 127  *      Allocate a virtual address range with no underlying object and
 128  *      no initial mapping to physical memory.  Any mapping from this
 129  *      range to physical memory must be explicitly created prior to
 130  *      its use, typically with pmap_qenter().  Any attempt to create
 131  *      a mapping on demand through vm_fault() will result in a panic.
 132  */
 133 vm_offset_t
 134 kva_alloc(vm_size_t size)
 135 {
 136         vm_offset_t addr;
 137
 138         size = round_page(size);
 139         if (vmem_alloc(kernel_arena, size, M_BESTFIT | M_NOWAIT, &addr))
 140                 return (0);
 141
 142         return (addr);
 143 }
 144
 145 /*
 146  *      kva_free:
 147  *
 148  *      Release a region of kernel virtual memory allocated
 149  *      with kva_alloc, and return the physical pages
 150  *      associated with that region.
 151  *
 152  *      This routine may not block on kernel maps.
 153  */
 154 void
 155 kva_free(vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 156 {
 157
 158         size = round_page(size);
 159         vmem_free(kernel_arena, addr, size);
 160 }
 161
 162 /*
 163  *      Allocates a region from the kernel address map and physical pages
 164  *      within the specified address range to the kernel object.  Creates a
 165  *      wired mapping from this region to these pages, and returns the
 166  *      region's starting virtual address.  The allocated pages are not
 167  *      necessarily physically contiguous.  If M_ZERO is specified through the
 168  *      given flags, then the pages are zeroed before they are mapped.
 169  */
 170 vm_offset_t
 171 kmem_alloc_attr_domain(int domain, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 172     vm_paddr_t high, vm_memattr_t memattr)
 173 {
 174         vmem_t *vmem;
 175         vm_object_t object = kernel_object;
 176         vm_offset_t addr, i, offset;
 177         vm_page_t m;
 178         int pflags, tries;
 179
 180         size = round_page(size);
 181         vmem = vm_dom[domain].vmd_kernel_arena;
 182         if (vmem_alloc(vmem, size, M_BESTFIT | flags, &addr))
 183                 return (0);
 184         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 185         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED;
 186         pflags &= ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
 187         pflags |= VM_ALLOC_NOWAIT;
 188         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 189         for (i = 0; i < size; i += PAGE_SIZE) {
 190                 tries = 0;
 191 retry:
 192                 m = vm_page_alloc_contig_domain(object, atop(offset + i),
 193                     domain, pflags, 1, low, high, PAGE_SIZE, 0, memattr);
 194                 if (m == NULL) {
 195                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 196                         if (tries < ((flags & M_NOWAIT) != 0 ? 1 : 3)) {
 197                                 if (!vm_page_reclaim_contig_domain(domain,
 198                                     pflags, 1, low, high, PAGE_SIZE, 0) &&
 199                                     (flags & M_WAITOK) != 0)
 200                                         vm_wait_domain(domain);
 201                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
 202                                 tries++;
 203                                 goto retry;
 204                         }
 205                         kmem_unback(object, addr, i);
 206                         vmem_free(vmem, addr, size);
 207                         return (0);
 208                 }
 209                 KASSERT(vm_phys_domain(m) == domain,
 210                     ("kmem_alloc_attr_domain: Domain mismatch %d != %d",
 211                     vm_phys_domain(m), domain));
 212                 if ((flags & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 213                         pmap_zero_page(m);
 214                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 215                 pmap_enter(kernel_pmap, addr + i, m, VM_PROT_ALL,
 216                     VM_PROT_ALL | PMAP_ENTER_WIRED, 0);
 217         }
 218         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 219         return (addr);
 220 }
 221
 222 vm_offset_t
 223 kmem_alloc_attr(vmem_t *vmem, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 224     vm_paddr_t high, vm_memattr_t memattr)
 225 {
 226         struct vm_domainset_iter di;
 227         vm_offset_t addr;
 228         int domain;
 229
 230         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 231             ("kmem_alloc_attr: Only kernel_arena is supported."));
 232
 233         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 234         do {
 235                 addr = kmem_alloc_attr_domain(domain, size, flags, low, high,
 236                     memattr);
 237                 if (addr != 0)
 238                         break;
 239         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 240
 241         return (addr);
 242 }
 243
 244 /*
 245  *      Allocates a region from the kernel address map and physically
 246  *      contiguous pages within the specified address range to the kernel
 247  *      object.  Creates a wired mapping from this region to these pages, and
 248  *      returns the region's starting virtual address.  If M_ZERO is specified
 249  *      through the given flags, then the pages are zeroed before they are
 250  *      mapped.
 251  */
 252 vm_offset_t
 253 kmem_alloc_contig_domain(int domain, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 254     vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary,
 255     vm_memattr_t memattr)
 256 {
 257         vmem_t *vmem;
 258         vm_object_t object = kernel_object;
 259         vm_offset_t addr, offset, tmp;
 260         vm_page_t end_m, m;
 261         u_long npages;
 262         int pflags, tries;
 263
 264         size = round_page(size);
 265         vmem = vm_dom[domain].vmd_kernel_arena;
 266         if (vmem_alloc(vmem, size, flags | M_BESTFIT, &addr))
 267                 return (0);
 268         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 269         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED;
 270         pflags &= ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
 271         pflags |= VM_ALLOC_NOWAIT;
 272         npages = atop(size);
 273         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 274         tries = 0;
 275 retry:
 276         m = vm_page_alloc_contig_domain(object, atop(offset), domain, pflags,
 277             npages, low, high, alignment, boundary, memattr);
 278         if (m == NULL) {
 279                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 280                 if (tries < ((flags & M_NOWAIT) != 0 ? 1 : 3)) {
 281                         if (!vm_page_reclaim_contig_domain(domain, pflags,
 282                             npages, low, high, alignment, boundary) &&
 283                             (flags & M_WAITOK) != 0)
 284                                 vm_wait_domain(domain);
 285                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 286                         tries++;
 287                         goto retry;
 288                 }
 289                 vmem_free(vmem, addr, size);
 290                 return (0);
 291         }
 292         KASSERT(vm_phys_domain(m) == domain,
 293             ("kmem_alloc_contig_domain: Domain mismatch %d != %d",
 294             vm_phys_domain(m), domain));
 295         end_m = m + npages;
 296         tmp = addr;
 297         for (; m < end_m; m++) {
 298                 if ((flags & M_ZERO) && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 299                         pmap_zero_page(m);
 300                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 301                 pmap_enter(kernel_pmap, tmp, m, VM_PROT_ALL,
 302                     VM_PROT_ALL | PMAP_ENTER_WIRED, 0);
 303                 tmp += PAGE_SIZE;
 304         }
 305         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 306         return (addr);
 307 }
 308
 309 vm_offset_t
 310 kmem_alloc_contig(struct vmem *vmem, vm_size_t size, int flags, vm_paddr_t low,
 311     vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary,
 312     vm_memattr_t memattr)
 313 {
 314         struct vm_domainset_iter di;
 315         vm_offset_t addr;
 316         int domain;
 317
 318         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 319             ("kmem_alloc_contig: Only kernel_arena is supported."));
 320
 321         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 322         do {
 323                 addr = kmem_alloc_contig_domain(domain, size, flags, low, high,
 324                     alignment, boundary, memattr);
 325                 if (addr != 0)
 326                         break;
 327         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 328
 329         return (addr);
 330 }
 331
 332 /*
 333  *      kmem_suballoc:
 334  *
 335  *      Allocates a map to manage a subrange
 336  *      of the kernel virtual address space.
 337  *
 338  *      Arguments are as follows:
 339  *
 340  *      parent          Map to take range from
 341  *      min, max        Returned endpoints of map
 342  *      size            Size of range to find
 343  *      superpage_align Request that min is superpage aligned
 344  */
 345 vm_map_t
 346 kmem_suballoc(vm_map_t parent, vm_offset_t *min, vm_offset_t *max,
 347     vm_size_t size, boolean_t superpage_align)
 348 {
 349         int ret;
 350         vm_map_t result;
 351
 352         size = round_page(size);
 353
 354         *min = vm_map_min(parent);
 355         ret = vm_map_find(parent, NULL, 0, min, size, 0, superpage_align ?
 356             VMFS_SUPER_SPACE : VMFS_ANY_SPACE, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL,
 357             MAP_ACC_NO_CHARGE);
 358         if (ret != KERN_SUCCESS)
 359                 panic("kmem_suballoc: bad status return of %d", ret);
 360         *max = *min + size;
 361         result = vm_map_create(vm_map_pmap(parent), *min, *max);
 362         if (result == NULL)
 363                 panic("kmem_suballoc: cannot create submap");
 364         if (vm_map_submap(parent, *min, *max, result) != KERN_SUCCESS)
 365                 panic("kmem_suballoc: unable to change range to submap");
 366         return (result);
 367 }
 368
 369 /*
 370  *      kmem_malloc:
 371  *
 372  *      Allocate wired-down pages in the kernel's address space.
 373  */
 374 vm_offset_t
 375 kmem_malloc_domain(int domain, vm_size_t size, int flags)
 376 {
 377         vmem_t *vmem;
 378         vm_offset_t addr;
 379         int rv;
 380
 381         vmem = vm_dom[domain].vmd_kernel_arena;
 382         size = round_page(size);
 383         if (vmem_alloc(vmem, size, flags | M_BESTFIT, &addr))
 384                 return (0);
 385
 386         rv = kmem_back_domain(domain, kernel_object, addr, size, flags);
 387         if (rv != KERN_SUCCESS) {
 388                 vmem_free(vmem, addr, size);
 389                 return (0);
 390         }
 391         return (addr);
 392 }
 393
 394 vm_offset_t
 395 kmem_malloc(struct vmem *vmem, vm_size_t size, int flags)
 396 {
 397         struct vm_domainset_iter di;
 398         vm_offset_t addr;
 399         int domain;
 400
 401         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 402             ("kmem_malloc: Only kernel_arena is supported."));
 403
 404         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 405         do {
 406                 addr = kmem_malloc_domain(domain, size, flags);
 407                 if (addr != 0)
 408                         break;
 409         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 410
 411         return (addr);
 412 }
 413
 414 /*
 415  *      kmem_back:
 416  *
 417  *      Allocate physical pages for the specified virtual address range.
 418  */
 419 int
 420 kmem_back_domain(int domain, vm_object_t object, vm_offset_t addr,
 421     vm_size_t size, int flags)
 422 {
 423         vm_offset_t offset, i;
 424         vm_page_t m, mpred;
 425         int pflags;
 426
 427         KASSERT(object == kernel_object,
 428             ("kmem_back_domain: only supports kernel object."));
 429
 430         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 431         pflags = malloc2vm_flags(flags) | VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_WIRED;
 432         pflags &= ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
 433         if (flags & M_WAITOK)
 434                 pflags |= VM_ALLOC_WAITFAIL;
 435
 436         i = 0;
 437         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 438 retry:
 439         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, atop(offset + i));
 440         for (; i < size; i += PAGE_SIZE, mpred = m) {
 441                 m = vm_page_alloc_domain_after(object, atop(offset + i),
 442                     domain, pflags, mpred);
 443
 444                 /*
 445                  * Ran out of space, free everything up and return. Don't need
 446                  * to lock page queues here as we know that the pages we got
 447                  * aren't on any queues.
 448                  */
 449                 if (m == NULL) {
 450                         if ((flags & M_NOWAIT) == 0)
 451                                 goto retry;
 452                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 453                         kmem_unback(object, addr, i);
 454                         return (KERN_NO_SPACE);
 455                 }
 456                 KASSERT(vm_phys_domain(m) == domain,
 457                     ("kmem_back_domain: Domain mismatch %d != %d",
 458                     vm_phys_domain(m), domain));
 459                 if (flags & M_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
 460                         pmap_zero_page(m);
 461                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0,
 462                     ("kmem_malloc: page %p is managed", m));
 463                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 464                 pmap_enter(kernel_pmap, addr + i, m, VM_PROT_ALL,
 465                     VM_PROT_ALL | PMAP_ENTER_WIRED, 0);
 466         }
 467         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 468
 469         return (KERN_SUCCESS);
 470 }
 471
 472 int
 473 kmem_back(vm_object_t object, vm_offset_t addr, vm_size_t size, int flags)
 474 {
 475         struct vm_domainset_iter di;
 476         int domain;
 477         int ret;
 478
 479         KASSERT(object == kernel_object,
 480             ("kmem_back: only supports kernel object."));
 481
 482         vm_domainset_iter_malloc_init(&di, kernel_object, &domain, &flags);
 483         do {
 484                 ret = kmem_back_domain(domain, object, addr, size, flags);
 485                 if (ret == KERN_SUCCESS)
 486                         break;
 487         } while (vm_domainset_iter_malloc(&di, &domain, &flags) == 0);
 488
 489         return (ret);
 490 }
 491
 492 /*
 493  *      kmem_unback:
 494  *
 495  *      Unmap and free the physical pages underlying the specified virtual
 496  *      address range.
 497  *
 498  *      A physical page must exist within the specified object at each index
 499  *      that is being unmapped.
 500  */
 501 static int
 502 _kmem_unback(vm_object_t object, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 503 {
 504         vm_page_t m, next;
 505         vm_offset_t end, offset;
 506         int domain;
 507
 508         KASSERT(object == kernel_object,
 509             ("kmem_unback: only supports kernel object."));
 510
 511         if (size == 0)
 512                 return (0);
 513         pmap_remove(kernel_pmap, addr, addr + size);
 514         offset = addr - VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 515         end = offset + size;
 516         VM_OBJECT_WLOCK(object);
 517         m = vm_page_lookup(object, atop(offset));
 518         domain = vm_phys_domain(m);
 519         for (; offset < end; offset += PAGE_SIZE, m = next) {
 520                 next = vm_page_next(m);
 521                 vm_page_unwire(m, PQ_NONE);
 522                 vm_page_free(m);
 523         }
 524         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
 525
 526         return (domain);
 527 }
 528
 529 void
 530 kmem_unback(vm_object_t object, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 531 {
 532
 533         _kmem_unback(object, addr, size);
 534 }
 535
 536 /*
 537  *      kmem_free:
 538  *
 539  *      Free memory allocated with kmem_malloc.  The size must match the
 540  *      original allocation.
 541  */
 542 void
 543 kmem_free(struct vmem *vmem, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 544 {
 545         int domain;
 546
 547         KASSERT(vmem == kernel_arena,
 548             ("kmem_free: Only kernel_arena is supported."));
 549         size = round_page(size);
 550         domain = _kmem_unback(kernel_object, addr, size);
 551         vmem_free(vm_dom[domain].vmd_kernel_arena, addr, size);
 552 }
 553
 554 /*
 555  *      kmap_alloc_wait:
 556  *
 557  *      Allocates pageable memory from a sub-map of the kernel.  If the submap
 558  *      has no room, the caller sleeps waiting for more memory in the submap.
 559  *
 560  *      This routine may block.
 561  */
 562 vm_offset_t
 563 kmap_alloc_wait(vm_map_t map, vm_size_t size)
 564 {
 565         vm_offset_t addr;
 566
 567         size = round_page(size);
 568         if (!swap_reserve(size))
 569                 return (0);
 570
 571         for (;;) {
 572                 /*
 573                  * To make this work for more than one map, use the map's lock
 574                  * to lock out sleepers/wakers.
 575                  */
 576                 vm_map_lock(map);
 577                 if (vm_map_findspace(map, vm_map_min(map), size, &addr) == 0)
 578                         break;
 579                 /* no space now; see if we can ever get space */
 580                 if (vm_map_max(map) - vm_map_min(map) < size) {
 581                         vm_map_unlock(map);
 582                         swap_release(size);
 583                         return (0);
 584                 }
 585                 map->needs_wakeup = TRUE;
 586                 vm_map_unlock_and_wait(map, 0);
 587         }
 588         vm_map_insert(map, NULL, 0, addr, addr + size, VM_PROT_ALL,
 589             VM_PROT_ALL, MAP_ACC_CHARGED);
 590         vm_map_unlock(map);
 591         return (addr);
 592 }
 593
 594 /*
 595  *      kmap_free_wakeup:
 596  *
 597  *      Returns memory to a submap of the kernel, and wakes up any processes
 598  *      waiting for memory in that map.
 599  */
 600 void
 601 kmap_free_wakeup(vm_map_t map, vm_offset_t addr, vm_size_t size)
 602 {
 603
 604         vm_map_lock(map);
 605         (void) vm_map_delete(map, trunc_page(addr), round_page(addr + size));
 606         if (map->needs_wakeup) {
 607                 map->needs_wakeup = FALSE;
 608                 vm_map_wakeup(map);
 609         }
 610         vm_map_unlock(map);
 611 }
 612
 613 void
 614 kmem_init_zero_region(void)
 615 {
 616         vm_offset_t addr, i;
 617         vm_page_t m;
 618
 619         /*
 620          * Map a single physical page of zeros to a larger virtual range.
 621          * This requires less looping in places that want large amounts of
 622          * zeros, while not using much more physical resources.
 623          */
 624         addr = kva_alloc(ZERO_REGION_SIZE);
 625         m = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NORMAL |
 626             VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_WIRED | VM_ALLOC_ZERO);
 627         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
 628                 pmap_zero_page(m);
 629         for (i = 0; i < ZERO_REGION_SIZE; i += PAGE_SIZE)
 630                 pmap_qenter(addr + i, &m, 1);
 631         pmap_protect(kernel_pmap, addr, addr + ZERO_REGION_SIZE, VM_PROT_READ);
 632
 633         zero_region = (const void *)addr;
 634 }
 635
 636 /*
 637  *      kmem_init:
 638  *
 639  *      Create the kernel map; insert a mapping covering kernel text,
 640  *      data, bss, and all space allocated thus far (`boostrap' data).  The
 641  *      new map will thus map the range between VM_MIN_KERNEL_ADDRESS and
 642  *      `start' as allocated, and the range between `start' and `end' as free.
 643  */
 644 void
 645 kmem_init(vm_offset_t start, vm_offset_t end)
 646 {
 647         vm_map_t m;
 648
 649         m = vm_map_create(kernel_pmap, VM_MIN_KERNEL_ADDRESS, end);
 650         m->system_map = 1;
 651         vm_map_lock(m);
 652         /* N.B.: cannot use kgdb to debug, starting with this assignment ... */
 653         kernel_map = m;
 654         (void) vm_map_insert(m, NULL, (vm_ooffset_t) 0,
 655 #ifdef __amd64__
 656             KERNBASE,
 657 #else
 658             VM_MIN_KERNEL_ADDRESS,
 659 #endif
 660             start, VM_PROT_ALL, VM_PROT_ALL, MAP_NOFAULT);
 661         /* ... and ending with the completion of the above `insert' */
 662         vm_map_unlock(m);
 663 }
 664
 665 #ifdef DIAGNOSTIC
 666 /*
 667  * Allow userspace to directly trigger the VM drain routine for testing
 668  * purposes.
 669  */
 670 static int
 671 debug_vm_lowmem(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 672 {
 673         int error, i;
 674
 675         i = 0;
 676         error = sysctl_handle_int(oidp, &i, 0, req);
 677         if (error)
 678                 return (error);
 679         if ((i & ~(VM_LOW_KMEM | VM_LOW_PAGES)) != 0)
 680                 return (EINVAL);
 681         if (i != 0)
 682                 EVENTHANDLER_INVOKE(vm_lowmem, i);
 683         return (0);
 684 }
 685
 686 SYSCTL_PROC(_debug, OID_AUTO, vm_lowmem, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW, 0, 0,
 687     debug_vm_lowmem, "I", "set to trigger vm_lowmem event with given flags");
 688 #endif