sys/vm/vm_object.h

   1 /*-
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   3  *
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  33  *
  34  *      from: @(#)vm_object.h   8.3 (Berkeley) 1/12/94
  35  *
  36  *
  37  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
  38  * All rights reserved.
  39  *
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  41  *
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  58  *
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  60  * rights to redistribute these changes.
  61  *
  62  * $FreeBSD$
  63  */
  64
  65 /*
  66  *      Virtual memory object module definitions.
  67  */
  68
  69 #ifndef _VM_OBJECT_
  70 #define _VM_OBJECT_
  71
  72 #include <sys/queue.h>
  73 #include <sys/_lock.h>
  74 #include <sys/_mutex.h>
  75 #include <sys/_pctrie.h>
  76 #include <sys/_rwlock.h>
  77 #include <sys/_domainset.h>
  78
  79 #include <vm/_vm_radix.h>
  80
  81 /*
  82  *      Types defined:
  83  *
  84  *      vm_object_t             Virtual memory object.
  85  *
  86  * List of locks
  87  *      (c)     const until freed
  88  *      (o)     per-object lock
  89  *      (f)     free pages queue mutex
  90  *
  91  */
  92
  93 #ifndef VM_PAGE_HAVE_PGLIST
  94 TAILQ_HEAD(pglist, vm_page);
  95 #define VM_PAGE_HAVE_PGLIST
  96 #endif
  97
  98 struct vm_object {
  99         struct rwlock lock;
 100         TAILQ_ENTRY(vm_object) object_list; /* list of all objects */
 101         LIST_HEAD(, vm_object) shadow_head; /* objects that this is a shadow for */
 102         LIST_ENTRY(vm_object) shadow_list; /* chain of shadow objects */
 103         struct pglist memq;             /* list of resident pages */
 104         struct vm_radix rtree;          /* root of the resident page radix trie*/
 105         vm_pindex_t size;               /* Object size */
 106         struct domainset_ref domain;    /* NUMA policy. */
 107         int generation;                 /* generation ID */
 108         int ref_count;                  /* How many refs?? */
 109         int shadow_count;               /* how many objects that this is a shadow for */
 110         vm_memattr_t memattr;           /* default memory attribute for pages */
 111         objtype_t type;                 /* type of pager */
 112         u_short flags;                  /* see below */
 113         u_short pg_color;               /* (c) color of first page in obj */
 114         volatile u_int paging_in_progress; /* Paging (in or out) so don't collapse or destroy */
 115         int resident_page_count;        /* number of resident pages */
 116         struct vm_object *backing_object; /* object that I'm a shadow of */
 117         vm_ooffset_t backing_object_offset;/* Offset in backing object */
 118         TAILQ_ENTRY(vm_object) pager_object_list; /* list of all objects of this pager type */
 119         LIST_HEAD(, vm_reserv) rvq;     /* list of reservations */
 120         void *handle;
 121         union {
 122                 /*
 123                  * VNode pager
 124                  *
 125                  *      vnp_size - current size of file
 126                  */
 127                 struct {
 128                         off_t vnp_size;
 129                         vm_ooffset_t writemappings;
 130                 } vnp;
 131
 132                 /*
 133                  * Device pager
 134                  *
 135                  *      devp_pglist - list of allocated pages
 136                  */
 137                 struct {
 138                         TAILQ_HEAD(, vm_page) devp_pglist;
 139                         struct cdev_pager_ops *ops;
 140                         struct cdev *dev;
 141                 } devp;
 142
 143                 /*
 144                  * SG pager
 145                  *
 146                  *      sgp_pglist - list of allocated pages
 147                  */
 148                 struct {
 149                         TAILQ_HEAD(, vm_page) sgp_pglist;
 150                 } sgp;
 151
 152                 /*
 153                  * Swap pager
 154                  *
 155                  *      swp_tmpfs - back-pointer to the tmpfs vnode,
 156                  *                   if any, which uses the vm object
 157                  *                   as backing store.  The handle
 158                  *                   cannot be reused for linking,
 159                  *                   because the vnode can be
 160                  *                   reclaimed and recreated, making
 161                  *                   the handle changed and hash-chain
 162                  *                   invalid.
 163                  *
 164                  *      swp_blks -   pc-trie of the allocated swap blocks.
 165                  *
 166                  */
 167                 struct {
 168                         void *swp_tmpfs;
 169                         struct pctrie swp_blks;
 170                         vm_ooffset_t writemappings;
 171                 } swp;
 172         } un_pager;
 173         struct ucred *cred;
 174         vm_ooffset_t charge;
 175         void *umtx_data;
 176 };
 177
 178 /*
 179  * Flags
 180  */
 181 #define OBJ_FICTITIOUS  0x0001          /* (c) contains fictitious pages */
 182 #define OBJ_UNMANAGED   0x0002          /* (c) contains unmanaged pages */
 183 #define OBJ_POPULATE    0x0004          /* pager implements populate() */
 184 #define OBJ_DEAD        0x0008          /* dead objects (during rundown) */
 185 #define OBJ_NOSPLIT     0x0010          /* dont split this object */
 186 #define OBJ_UMTXDEAD    0x0020          /* umtx pshared was terminated */
 187 #define OBJ_PG_DTOR     0x0080          /* dont reset object, leave that for dtor */
 188 #define OBJ_MIGHTBEDIRTY 0x0100         /* object might be dirty, only for vnode */
 189 #define OBJ_TMPFS_NODE  0x0200          /* object belongs to tmpfs VREG node */
 190 #define OBJ_TMPFS_DIRTY 0x0400          /* dirty tmpfs obj */
 191 #define OBJ_COLORED     0x1000          /* pg_color is defined */
 192 #define OBJ_ONEMAPPING  0x2000          /* One USE (a single, non-forked) mapping flag */
 193 #define OBJ_TMPFS       0x8000          /* has tmpfs vnode allocated */
 194
 195 /*
 196  * Helpers to perform conversion between vm_object page indexes and offsets.
 197  * IDX_TO_OFF() converts an index into an offset.
 198  * OFF_TO_IDX() converts an offset into an index.
 199  * OBJ_MAX_SIZE specifies the maximum page index corresponding to the
 200  *   maximum unsigned offset.
 201  */
 202 #define IDX_TO_OFF(idx) (((vm_ooffset_t)(idx)) << PAGE_SHIFT)
 203 #define OFF_TO_IDX(off) ((vm_pindex_t)(((vm_ooffset_t)(off)) >> PAGE_SHIFT))
 204 #define OBJ_MAX_SIZE    (OFF_TO_IDX(UINT64_MAX) + 1)
 205
 206 #ifdef  _KERNEL
 207
 208 #define OBJPC_SYNC      0x1                     /* sync I/O */
 209 #define OBJPC_INVAL     0x2                     /* invalidate */
 210 #define OBJPC_NOSYNC    0x4                     /* skip if VPO_NOSYNC */
 211
 212 /*
 213  * The following options are supported by vm_object_page_remove().
 214  */
 215 #define OBJPR_CLEANONLY 0x1             /* Don't remove dirty pages. */
 216 #define OBJPR_NOTMAPPED 0x2             /* Don't unmap pages. */
 217
 218 TAILQ_HEAD(object_q, vm_object);
 219
 220 extern struct object_q vm_object_list;  /* list of allocated objects */
 221 extern struct mtx vm_object_list_mtx;   /* lock for object list and count */
 222
 223 extern struct vm_object kernel_object_store;
 224
 225 /* kernel and kmem are aliased for backwards KPI compat. */
 226 #define kernel_object   (&kernel_object_store)
 227 #define kmem_object     (&kernel_object_store)
 228
 229 #define VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object)                                 \
 230         rw_assert(&(object)->lock, RA_LOCKED)
 231 #define VM_OBJECT_ASSERT_RLOCKED(object)                                \
 232         rw_assert(&(object)->lock, RA_RLOCKED)
 233 #define VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object)                                \
 234         rw_assert(&(object)->lock, RA_WLOCKED)
 235 #define VM_OBJECT_ASSERT_UNLOCKED(object)                               \
 236         rw_assert(&(object)->lock, RA_UNLOCKED)
 237 #define VM_OBJECT_LOCK_DOWNGRADE(object)                                \
 238         rw_downgrade(&(object)->lock)
 239 #define VM_OBJECT_RLOCK(object)                                         \
 240         rw_rlock(&(object)->lock)
 241 #define VM_OBJECT_RUNLOCK(object)                                       \
 242         rw_runlock(&(object)->lock)
 243 #define VM_OBJECT_SLEEP(object, wchan, pri, wmesg, timo)                \
 244         rw_sleep((wchan), &(object)->lock, (pri), (wmesg), (timo))
 245 #define VM_OBJECT_TRYRLOCK(object)                                      \
 246         rw_try_rlock(&(object)->lock)
 247 #define VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)                                      \
 248         rw_try_wlock(&(object)->lock)
 249 #define VM_OBJECT_TRYUPGRADE(object)                                    \
 250         rw_try_upgrade(&(object)->lock)
 251 #define VM_OBJECT_WLOCK(object)                                         \
 252         rw_wlock(&(object)->lock)
 253 #define VM_OBJECT_WOWNED(object)                                        \
 254         rw_wowned(&(object)->lock)
 255 #define VM_OBJECT_WUNLOCK(object)                                       \
 256         rw_wunlock(&(object)->lock)
 257 #define VM_OBJECT_DROP(object)                                          \
 258         lock_class_rw.lc_unlock(&(object)->lock.lock_object)
 259 #define VM_OBJECT_PICKUP(object, state)                                 \
 260         lock_class_rw.lc_lock(&(object)->lock.lock_object, (state))
 261
 262 struct vnode;
 263
 264 /*
 265  *      The object must be locked or thread private.
 266  */
 267 static __inline void
 268 vm_object_set_flag(vm_object_t object, u_short bits)
 269 {
 270
 271         object->flags |= bits;
 272 }
 273
 274 /*
 275  *      Conditionally set the object's color, which (1) enables the allocation
 276  *      of physical memory reservations for anonymous objects and larger-than-
 277  *      superpage-sized named objects and (2) determines the first page offset
 278  *      within the object at which a reservation may be allocated.  In other
 279  *      words, the color determines the alignment of the object with respect
 280  *      to the largest superpage boundary.  When mapping named objects, like
 281  *      files or POSIX shared memory objects, the color should be set to zero
 282  *      before a virtual address is selected for the mapping.  In contrast,
 283  *      for anonymous objects, the color may be set after the virtual address
 284  *      is selected.
 285  *
 286  *      The object must be locked.
 287  */
 288 static __inline void
 289 vm_object_color(vm_object_t object, u_short color)
 290 {
 291
 292         if ((object->flags & OBJ_COLORED) == 0) {
 293                 object->pg_color = color;
 294                 object->flags |= OBJ_COLORED;
 295         }
 296 }
 297
 298 static __inline bool
 299 vm_object_reserv(vm_object_t object)
 300 {
 301
 302         if (object != NULL &&
 303             (object->flags & (OBJ_COLORED | OBJ_FICTITIOUS)) == OBJ_COLORED) {
 304                 return (true);
 305         }
 306         return (false);
 307 }
 308
 309 void vm_object_clear_flag(vm_object_t object, u_short bits);
 310 void vm_object_pip_add(vm_object_t object, short i);
 311 void vm_object_pip_wakeup(vm_object_t object);
 312 void vm_object_pip_wakeupn(vm_object_t object, short i);
 313 void vm_object_pip_wait(vm_object_t object, char *waitid);
 314 void vm_object_pip_wait_unlocked(vm_object_t object, char *waitid);
 315
 316 void umtx_shm_object_init(vm_object_t object);
 317 void umtx_shm_object_terminated(vm_object_t object);
 318 extern int umtx_shm_vnobj_persistent;
 319
 320 vm_object_t vm_object_allocate (objtype_t, vm_pindex_t);
 321 boolean_t vm_object_coalesce(vm_object_t, vm_ooffset_t, vm_size_t, vm_size_t,
 322    boolean_t);
 323 void vm_object_collapse (vm_object_t);
 324 void vm_object_deallocate (vm_object_t);
 325 void vm_object_destroy (vm_object_t);
 326 void vm_object_terminate (vm_object_t);
 327 void vm_object_set_writeable_dirty (vm_object_t);
 328 void vm_object_init (void);
 329 int  vm_object_kvme_type(vm_object_t object, struct vnode **vpp);
 330 void vm_object_madvise(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t, int);
 331 boolean_t vm_object_page_clean(vm_object_t object, vm_ooffset_t start,
 332     vm_ooffset_t end, int flags);
 333 void vm_object_page_noreuse(vm_object_t object, vm_pindex_t start,
 334     vm_pindex_t end);
 335 void vm_object_page_remove(vm_object_t object, vm_pindex_t start,
 336     vm_pindex_t end, int options);
 337 boolean_t vm_object_populate(vm_object_t, vm_pindex_t, vm_pindex_t);
 338 void vm_object_print(long addr, boolean_t have_addr, long count, char *modif);
 339 void vm_object_reference (vm_object_t);
 340 void vm_object_reference_locked(vm_object_t);
 341 int  vm_object_set_memattr(vm_object_t object, vm_memattr_t memattr);
 342 void vm_object_shadow (vm_object_t *, vm_ooffset_t *, vm_size_t);
 343 void vm_object_split(vm_map_entry_t);
 344 boolean_t vm_object_sync(vm_object_t, vm_ooffset_t, vm_size_t, boolean_t,
 345     boolean_t);
 346 void vm_object_unwire(vm_object_t object, vm_ooffset_t offset,
 347     vm_size_t length, uint8_t queue);
 348 struct vnode *vm_object_vnode(vm_object_t object);
 349 #endif                          /* _KERNEL */
 350
 351 #endif                          /* _VM_OBJECT_ */