]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.c
Simplify keg_drain() a bit by using LIST_FOREACH_SAFE.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
3  * All rights reserved.
4  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
5  *
6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
7  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
8  *
9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
10  * modification, are permitted provided that the following conditions
11  * are met:
12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
19  *    without specific prior written permission.
20  *
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  *
33  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
34  */
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  *                      GENERAL RULES ON VM_PAGE MANIPULATION
65  *
66  *      - A page queue lock is required when adding or removing a page from a
67  *        page queue regardless of other locks or the busy state of a page.
68  *
69  *              * In general, no thread besides the page daemon can acquire or
70  *                hold more than one page queue lock at a time.
71  *
72  *              * The page daemon can acquire and hold any pair of page queue
73  *                locks in any order.
74  *
75  *      - The object lock is required when inserting or removing
76  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
77  *
78  */
79
80 /*
81  *      Resident memory management module.
82  */
83
84 #include <sys/cdefs.h>
85 __FBSDID("$FreeBSD$");
86
87 #include "opt_vm.h"
88
89 #include <sys/param.h>
90 #include <sys/systm.h>
91 #include <sys/lock.h>
92 #include <sys/kernel.h>
93 #include <sys/limits.h>
94 #include <sys/linker.h>
95 #include <sys/malloc.h>
96 #include <sys/mman.h>
97 #include <sys/msgbuf.h>
98 #include <sys/mutex.h>
99 #include <sys/proc.h>
100 #include <sys/rwlock.h>
101 #include <sys/sbuf.h>
102 #include <sys/smp.h>
103 #include <sys/sysctl.h>
104 #include <sys/vmmeter.h>
105 #include <sys/vnode.h>
106
107 #include <vm/vm.h>
108 #include <vm/pmap.h>
109 #include <vm/vm_param.h>
110 #include <vm/vm_kern.h>
111 #include <vm/vm_object.h>
112 #include <vm/vm_page.h>
113 #include <vm/vm_pageout.h>
114 #include <vm/vm_pager.h>
115 #include <vm/vm_phys.h>
116 #include <vm/vm_radix.h>
117 #include <vm/vm_reserv.h>
118 #include <vm/vm_extern.h>
119 #include <vm/uma.h>
120 #include <vm/uma_int.h>
121
122 #include <machine/md_var.h>
123
124 /*
125  *      Associated with page of user-allocatable memory is a
126  *      page structure.
127  */
128
129 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
130 struct mtx_padalign vm_page_queue_free_mtx;
131
132 struct mtx_padalign pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
133
134 vm_page_t vm_page_array;
135 long vm_page_array_size;
136 long first_page;
137
138 static int boot_pages = UMA_BOOT_PAGES;
139 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
140     &boot_pages, 0,
141     "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
142
143 static int pa_tryrelock_restart;
144 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
145     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
146
147 static TAILQ_HEAD(, vm_page) blacklist_head;
148 static int sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
149 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, page_blacklist, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
150     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_vm_page_blacklist, "A", "Blacklist pages");
151
152 /* Is the page daemon waiting for free pages? */
153 static int vm_pageout_pages_needed;
154
155 static uma_zone_t fakepg_zone;
156
157 static struct vnode *vm_page_alloc_init(vm_page_t m);
158 static void vm_page_cache_turn_free(vm_page_t m);
159 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
160 static void vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m);
161 static void vm_page_free_wakeup(void);
162 static void vm_page_init_fakepg(void *dummy);
163 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
164     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
165 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
166     vm_page_t mpred);
167 static int vm_page_reclaim_run(int req_class, u_long npages, vm_page_t m_run,
168     vm_paddr_t high);
169
170 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init_fakepg, NULL);
171
172 static void
173 vm_page_init_fakepg(void *dummy)
174 {
175
176         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
177             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
178 }
179
180 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
181 #if PAGE_SIZE == 32768
182 #ifdef CTASSERT
183 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
184 #endif
185 #endif
186
187 /*
188  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
189  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
190  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
191  * the virtual to physical mapping has changed.
192  */
193 int
194 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
195 {
196         vm_paddr_t lockpa;
197
198         lockpa = *locked;
199         *locked = pa;
200         if (lockpa) {
201                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
202                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
203                         return (0);
204                 PA_UNLOCK(lockpa);
205         }
206         if (PA_TRYLOCK(pa))
207                 return (0);
208         PMAP_UNLOCK(pmap);
209         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
210         PA_LOCK(pa);
211         PMAP_LOCK(pmap);
212         return (EAGAIN);
213 }
214
215 /*
216  *      vm_set_page_size:
217  *
218  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
219  *      size.  Must be called before any use of page-size
220  *      dependent functions.
221  */
222 void
223 vm_set_page_size(void)
224 {
225         if (vm_cnt.v_page_size == 0)
226                 vm_cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
227         if (((vm_cnt.v_page_size - 1) & vm_cnt.v_page_size) != 0)
228                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
229 }
230
231 /*
232  *      vm_page_blacklist_next:
233  *
234  *      Find the next entry in the provided string of blacklist
235  *      addresses.  Entries are separated by space, comma, or newline.
236  *      If an invalid integer is encountered then the rest of the
237  *      string is skipped.  Updates the list pointer to the next
238  *      character, or NULL if the string is exhausted or invalid.
239  */
240 static vm_paddr_t
241 vm_page_blacklist_next(char **list, char *end)
242 {
243         vm_paddr_t bad;
244         char *cp, *pos;
245
246         if (list == NULL || *list == NULL)
247                 return (0);
248         if (**list =='\0') {
249                 *list = NULL;
250                 return (0);
251         }
252
253         /*
254          * If there's no end pointer then the buffer is coming from
255          * the kenv and we know it's null-terminated.
256          */
257         if (end == NULL)
258                 end = *list + strlen(*list);
259
260         /* Ensure that strtoq() won't walk off the end */
261         if (*end != '\0') {
262                 if (*end == '\n' || *end == ' ' || *end  == ',')
263                         *end = '\0';
264                 else {
265                         printf("Blacklist not terminated, skipping\n");
266                         *list = NULL;
267                         return (0);
268                 }
269         }
270
271         for (pos = *list; *pos != '\0'; pos = cp) {
272                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
273                 if (*cp == '\0' || *cp == ' ' || *cp == ',' || *cp == '\n') {
274                         if (bad == 0) {
275                                 if (++cp < end)
276                                         continue;
277                                 else
278                                         break;
279                         }
280                 } else
281                         break;
282                 if (*cp == '\0' || ++cp >= end)
283                         *list = NULL;
284                 else
285                         *list = cp;
286                 return (trunc_page(bad));
287         }
288         printf("Garbage in RAM blacklist, skipping\n");
289         *list = NULL;
290         return (0);
291 }
292
293 /*
294  *      vm_page_blacklist_check:
295  *
296  *      Iterate through the provided string of blacklist addresses, pulling
297  *      each entry out of the physical allocator free list and putting it
298  *      onto a list for reporting via the vm.page_blacklist sysctl.
299  */
300 static void
301 vm_page_blacklist_check(char *list, char *end)
302 {
303         vm_paddr_t pa;
304         vm_page_t m;
305         char *next;
306         int ret;
307
308         next = list;
309         while (next != NULL) {
310                 if ((pa = vm_page_blacklist_next(&next, end)) == 0)
311                         continue;
312                 m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
313                 if (m == NULL)
314                         continue;
315                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
316                 ret = vm_phys_unfree_page(m);
317                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
318                 if (ret == TRUE) {
319                         TAILQ_INSERT_TAIL(&blacklist_head, m, listq);
320                         if (bootverbose)
321                                 printf("Skipping page with pa 0x%jx\n",
322                                     (uintmax_t)pa);
323                 }
324         }
325 }
326
327 /*
328  *      vm_page_blacklist_load:
329  *
330  *      Search for a special module named "ram_blacklist".  It'll be a
331  *      plain text file provided by the user via the loader directive
332  *      of the same name.
333  */
334 static void
335 vm_page_blacklist_load(char **list, char **end)
336 {
337         void *mod;
338         u_char *ptr;
339         u_int len;
340
341         mod = NULL;
342         ptr = NULL;
343
344         mod = preload_search_by_type("ram_blacklist");
345         if (mod != NULL) {
346                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
347                 len = preload_fetch_size(mod);
348         }
349         *list = ptr;
350         if (ptr != NULL)
351                 *end = ptr + len;
352         else
353                 *end = NULL;
354         return;
355 }
356
357 static int
358 sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
359 {
360         vm_page_t m;
361         struct sbuf sbuf;
362         int error, first;
363
364         first = 1;
365         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
366         if (error != 0)
367                 return (error);
368         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
369         TAILQ_FOREACH(m, &blacklist_head, listq) {
370                 sbuf_printf(&sbuf, "%s%#jx", first ? "" : ",",
371                     (uintmax_t)m->phys_addr);
372                 first = 0;
373         }
374         error = sbuf_finish(&sbuf);
375         sbuf_delete(&sbuf);
376         return (error);
377 }
378
379 static void
380 vm_page_domain_init(struct vm_domain *vmd)
381 {
382         struct vm_pagequeue *pq;
383         int i;
384
385         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
386             "vm inactive pagequeue";
387         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_vcnt) =
388             &vm_cnt.v_inactive_count;
389         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
390             "vm active pagequeue";
391         *__DECONST(u_int **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_vcnt) =
392             &vm_cnt.v_active_count;
393         vmd->vmd_page_count = 0;
394         vmd->vmd_free_count = 0;
395         vmd->vmd_segs = 0;
396         vmd->vmd_oom = FALSE;
397         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
398                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
399                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
400                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
401                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
402         }
403 }
404
405 /*
406  *      vm_page_startup:
407  *
408  *      Initializes the resident memory module.
409  *
410  *      Allocates memory for the page cells, and
411  *      for the object/offset-to-page hash table headers.
412  *      Each page cell is initialized and placed on the free list.
413  */
414 vm_offset_t
415 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
416 {
417         vm_offset_t mapped;
418         vm_paddr_t page_range;
419         vm_paddr_t new_end;
420         int i;
421         vm_paddr_t pa;
422         vm_paddr_t last_pa;
423         char *list, *listend;
424         vm_paddr_t end;
425         vm_paddr_t biggestsize;
426         vm_paddr_t low_water, high_water;
427         int biggestone;
428         int pages_per_zone;
429
430         biggestsize = 0;
431         biggestone = 0;
432         vaddr = round_page(vaddr);
433
434         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
435                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
436                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
437         }
438
439         low_water = phys_avail[0];
440         high_water = phys_avail[1];
441
442         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
443                 if (vm_phys_segs[i].start < low_water)
444                         low_water = vm_phys_segs[i].start;
445                 if (vm_phys_segs[i].end > high_water)
446                         high_water = vm_phys_segs[i].end;
447         }
448         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
449                 vm_paddr_t size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
450
451                 if (size > biggestsize) {
452                         biggestone = i;
453                         biggestsize = size;
454                 }
455                 if (phys_avail[i] < low_water)
456                         low_water = phys_avail[i];
457                 if (phys_avail[i + 1] > high_water)
458                         high_water = phys_avail[i + 1];
459         }
460
461         end = phys_avail[biggestone+1];
462
463         /*
464          * Initialize the page and queue locks.
465          */
466         mtx_init(&vm_page_queue_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
467         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
468                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
469         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
470                 vm_page_domain_init(&vm_dom[i]);
471
472         /*
473          * Almost all of the pages needed for boot strapping UMA are used
474          * for zone structures, so if the number of CPUs results in those
475          * structures taking more than one page each, we set aside more pages
476          * in proportion to the zone structure size.
477          */
478         pages_per_zone = howmany(sizeof(struct uma_zone) +
479             sizeof(struct uma_cache) * (mp_maxid + 1), UMA_SLAB_SIZE);
480         if (pages_per_zone > 1) {
481                 /* Reserve more pages so that we don't run out. */
482                 boot_pages = UMA_BOOT_PAGES_ZONES * pages_per_zone;
483         }
484
485         /*
486          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
487          * allocator.
488          *
489          * CTFLAG_RDTUN doesn't work during the early boot process, so we must
490          * manually fetch the value.
491          */
492         TUNABLE_INT_FETCH("vm.boot_pages", &boot_pages);
493         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
494         new_end = trunc_page(new_end);
495         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
496             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
497         bzero((void *)mapped, end - new_end);
498         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
499
500 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__arm__) || \
501     defined(__i386__) || defined(__mips__)
502         /*
503          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
504          * needs to be included in a minidump.
505          *
506          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
507          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
508          *
509          * However, i386 still needs this workspace internally within the
510          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
511          * included should the sf_buf code decide to use them.
512          */
513         last_pa = 0;
514         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
515                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
516                         last_pa = dump_avail[i + 1];
517         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
518         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
519         new_end -= vm_page_dump_size;
520         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
521             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
522         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
523 #endif
524 #ifdef __amd64__
525         /*
526          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
527          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
528          * through the direct map, they are not automatically included.
529          */
530         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
531         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
532         while (pa < last_pa) {
533                 dump_add_page(pa);
534                 pa += PAGE_SIZE;
535         }
536 #endif
537         /*
538          * Compute the number of pages of memory that will be available for
539          * use (taking into account the overhead of a page structure per
540          * page).
541          */
542         first_page = low_water / PAGE_SIZE;
543 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
544         page_range = 0;
545         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
546                 page_range += atop(vm_phys_segs[i].end -
547                     vm_phys_segs[i].start);
548         }
549         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
550                 page_range += atop(phys_avail[i + 1] - phys_avail[i]);
551 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
552         page_range = high_water / PAGE_SIZE - first_page;
553 #else
554 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
555 #endif
556         end = new_end;
557
558         /*
559          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
560          */
561         vaddr += PAGE_SIZE;
562
563         /*
564          * Initialize the mem entry structures now, and put them in the free
565          * queue.
566          */
567         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
568         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
569             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
570         vm_page_array = (vm_page_t) mapped;
571 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
572         /*
573          * Allocate memory for the reservation management system's data
574          * structures.
575          */
576         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_water);
577 #endif
578 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
579         /*
580          * pmap_map on arm64, amd64, and mips can come out of the direct-map,
581          * not kvm like i386, so the pages must be tracked for a crashdump to
582          * include this data.  This includes the vm_page_array and the early
583          * UMA bootstrap pages.
584          */
585         for (pa = new_end; pa < phys_avail[biggestone + 1]; pa += PAGE_SIZE)
586                 dump_add_page(pa);
587 #endif
588         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
589
590         /*
591          * Add physical memory segments corresponding to the available
592          * physical pages.
593          */
594         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
595                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
596
597         /*
598          * Clear all of the page structures
599          */
600         bzero((caddr_t) vm_page_array, page_range * sizeof(struct vm_page));
601         for (i = 0; i < page_range; i++)
602                 vm_page_array[i].order = VM_NFREEORDER;
603         vm_page_array_size = page_range;
604
605         /*
606          * Initialize the physical memory allocator.
607          */
608         vm_phys_init();
609
610         /*
611          * Add every available physical page that is not blacklisted to
612          * the free lists.
613          */
614         vm_cnt.v_page_count = 0;
615         vm_cnt.v_free_count = 0;
616         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
617                 pa = phys_avail[i];
618                 last_pa = phys_avail[i + 1];
619                 while (pa < last_pa) {
620                         vm_phys_add_page(pa);
621                         pa += PAGE_SIZE;
622                 }
623         }
624
625         TAILQ_INIT(&blacklist_head);
626         vm_page_blacklist_load(&list, &listend);
627         vm_page_blacklist_check(list, listend);
628
629         list = kern_getenv("vm.blacklist");
630         vm_page_blacklist_check(list, NULL);
631
632         freeenv(list);
633 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
634         /*
635          * Initialize the reservation management system.
636          */
637         vm_reserv_init();
638 #endif
639         return (vaddr);
640 }
641
642 void
643 vm_page_reference(vm_page_t m)
644 {
645
646         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
647 }
648
649 /*
650  *      vm_page_busy_downgrade:
651  *
652  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
653  */
654 void
655 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
656 {
657         u_int x;
658         bool locked;
659
660         vm_page_assert_xbusied(m);
661         locked = mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
662
663         for (;;) {
664                 x = m->busy_lock;
665                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
666                 if (x != 0 && !locked)
667                         vm_page_lock(m);
668                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
669                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1)))
670                         break;
671                 if (x != 0 && !locked)
672                         vm_page_unlock(m);
673         }
674         if (x != 0) {
675                 wakeup(m);
676                 if (!locked)
677                         vm_page_unlock(m);
678         }
679 }
680
681 /*
682  *      vm_page_sbusied:
683  *
684  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
685  */
686 int
687 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
688 {
689         u_int x;
690
691         x = m->busy_lock;
692         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
693 }
694
695 /*
696  *      vm_page_sunbusy:
697  *
698  *      Shared unbusy a page.
699  */
700 void
701 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
702 {
703         u_int x;
704
705         vm_page_assert_sbusied(m);
706
707         for (;;) {
708                 x = m->busy_lock;
709                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
710                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
711                             x - VPB_ONE_SHARER))
712                                 break;
713                         continue;
714                 }
715                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
716                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
717                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
718                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
719                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
720                                 break;
721                         continue;
722                 }
723                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
724                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
725
726                 vm_page_lock(m);
727                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
728                         vm_page_unlock(m);
729                         continue;
730                 }
731                 wakeup(m);
732                 vm_page_unlock(m);
733                 break;
734         }
735 }
736
737 /*
738  *      vm_page_busy_sleep:
739  *
740  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
741  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
742  *
743  *      The given page must be locked.
744  *
745  *      If nonshared is true, sleep only if the page is xbusy.
746  */
747 void
748 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg, bool nonshared)
749 {
750         u_int x;
751
752         vm_page_assert_locked(m);
753
754         x = m->busy_lock;
755         if (x == VPB_UNBUSIED || (nonshared && (x & VPB_BIT_SHARED) != 0) ||
756             ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
757             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS))) {
758                 vm_page_unlock(m);
759                 return;
760         }
761         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
762 }
763
764 /*
765  *      vm_page_trysbusy:
766  *
767  *      Try to shared busy a page.
768  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
769  *      The operation never sleeps.
770  */
771 int
772 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
773 {
774         u_int x;
775
776         for (;;) {
777                 x = m->busy_lock;
778                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
779                         return (0);
780                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
781                         return (1);
782         }
783 }
784
785 static void
786 vm_page_xunbusy_locked(vm_page_t m)
787 {
788
789         vm_page_assert_xbusied(m);
790         vm_page_assert_locked(m);
791
792         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
793         /* There is a waiter, do wakeup() instead of vm_page_flash(). */
794         wakeup(m);
795 }
796
797 void
798 vm_page_xunbusy_maybelocked(vm_page_t m)
799 {
800         bool lockacq;
801
802         vm_page_assert_xbusied(m);
803
804         /*
805          * Fast path for unbusy.  If it succeeds, we know that there
806          * are no waiters, so we do not need a wakeup.
807          */
808         if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock, VPB_SINGLE_EXCLUSIVER,
809             VPB_UNBUSIED))
810                 return;
811
812         lockacq = !mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
813         if (lockacq)
814                 vm_page_lock(m);
815         vm_page_xunbusy_locked(m);
816         if (lockacq)
817                 vm_page_unlock(m);
818 }
819
820 /*
821  *      vm_page_xunbusy_hard:
822  *
823  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
824  *      It is assumed that the waiters bit is on.
825  */
826 void
827 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
828 {
829
830         vm_page_assert_xbusied(m);
831
832         vm_page_lock(m);
833         vm_page_xunbusy_locked(m);
834         vm_page_unlock(m);
835 }
836
837 /*
838  *      vm_page_flash:
839  *
840  *      Wakeup anyone waiting for the page.
841  *      The ownership bits do not change.
842  *
843  *      The given page must be locked.
844  */
845 void
846 vm_page_flash(vm_page_t m)
847 {
848         u_int x;
849
850         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
851
852         for (;;) {
853                 x = m->busy_lock;
854                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
855                         return;
856                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
857                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
858                         break;
859         }
860         wakeup(m);
861 }
862
863 /*
864  * Keep page from being freed by the page daemon
865  * much of the same effect as wiring, except much lower
866  * overhead and should be used only for *very* temporary
867  * holding ("wiring").
868  */
869 void
870 vm_page_hold(vm_page_t mem)
871 {
872
873         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
874         mem->hold_count++;
875 }
876
877 void
878 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
879 {
880
881         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
882         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
883         --mem->hold_count;
884         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
885                 vm_page_free_toq(mem);
886 }
887
888 /*
889  *      vm_page_unhold_pages:
890  *
891  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
892  */
893 void
894 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
895 {
896         struct mtx *mtx, *new_mtx;
897
898         mtx = NULL;
899         for (; count != 0; count--) {
900                 /*
901                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
902                  */
903                 new_mtx = vm_page_lockptr(*ma);
904                 if (mtx != new_mtx) {
905                         if (mtx != NULL)
906                                 mtx_unlock(mtx);
907                         mtx = new_mtx;
908                         mtx_lock(mtx);
909                 }
910                 vm_page_unhold(*ma);
911                 ma++;
912         }
913         if (mtx != NULL)
914                 mtx_unlock(mtx);
915 }
916
917 vm_page_t
918 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
919 {
920         vm_page_t m;
921
922 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
923         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
924         if (m == NULL)
925                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
926         return (m);
927 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
928         long pi;
929
930         pi = atop(pa);
931         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
932                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
933                 return (m);
934         }
935         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
936 #else
937 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
938 #endif
939 }
940
941 /*
942  *      vm_page_getfake:
943  *
944  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
945  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
946  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
947  */
948 vm_page_t
949 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
950 {
951         vm_page_t m;
952
953         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
954         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
955         return (m);
956 }
957
958 void
959 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
960 {
961
962         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
963                 /*
964                  * The page's memattr might have changed since the
965                  * previous initialization.  Update the pmap to the
966                  * new memattr.
967                  */
968                 goto memattr;
969         }
970         m->phys_addr = paddr;
971         m->queue = PQ_NONE;
972         /* Fictitious pages don't use "segind". */
973         m->flags = PG_FICTITIOUS;
974         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
975         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
976         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
977         m->wire_count = 1;
978         pmap_page_init(m);
979 memattr:
980         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
981 }
982
983 /*
984  *      vm_page_putfake:
985  *
986  *      Release a fictitious page.
987  */
988 void
989 vm_page_putfake(vm_page_t m)
990 {
991
992         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
993         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
994             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
995         uma_zfree(fakepg_zone, m);
996 }
997
998 /*
999  *      vm_page_updatefake:
1000  *
1001  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
1002  *      memory attribute.
1003  */
1004 void
1005 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1006 {
1007
1008         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1009             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
1010         m->phys_addr = paddr;
1011         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1012 }
1013
1014 /*
1015  *      vm_page_free:
1016  *
1017  *      Free a page.
1018  */
1019 void
1020 vm_page_free(vm_page_t m)
1021 {
1022
1023         m->flags &= ~PG_ZERO;
1024         vm_page_free_toq(m);
1025 }
1026
1027 /*
1028  *      vm_page_free_zero:
1029  *
1030  *      Free a page to the zerod-pages queue
1031  */
1032 void
1033 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
1034 {
1035
1036         m->flags |= PG_ZERO;
1037         vm_page_free_toq(m);
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Unbusy and handle the page queueing for a page from a getpages request that
1042  * was optionally read ahead or behind.
1043  */
1044 void
1045 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
1046 {
1047
1048         /* We shouldn't put invalid pages on queues. */
1049         KASSERT(m->valid != 0, ("%s: %p is invalid", __func__, m));
1050
1051         /*
1052          * Since the page is not the actually needed one, whether it should
1053          * be activated or deactivated is not obvious.  Empirical results
1054          * have shown that deactivating the page is usually the best choice,
1055          * unless the page is wanted by another thread.
1056          */
1057         vm_page_lock(m);
1058         if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
1059                 vm_page_activate(m);
1060         else
1061                 vm_page_deactivate(m);
1062         vm_page_unlock(m);
1063         vm_page_xunbusy(m);
1064 }
1065
1066 /*
1067  *      vm_page_sleep_if_busy:
1068  *
1069  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
1070  *      Returns TRUE if the thread slept.
1071  *
1072  *      The given page must be unlocked and object containing it must
1073  *      be locked.
1074  */
1075 int
1076 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
1077 {
1078         vm_object_t obj;
1079
1080         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
1081         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1082
1083         if (vm_page_busied(m)) {
1084                 /*
1085                  * The page-specific object must be cached because page
1086                  * identity can change during the sleep, causing the
1087                  * re-lock of a different object.
1088                  * It is assumed that a reference to the object is already
1089                  * held by the callers.
1090                  */
1091                 obj = m->object;
1092                 vm_page_lock(m);
1093                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1094                 vm_page_busy_sleep(m, msg, false);
1095                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1096                 return (TRUE);
1097         }
1098         return (FALSE);
1099 }
1100
1101 /*
1102  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
1103  *
1104  *      Set all bits in the page's dirty field.
1105  *
1106  *      The object containing the specified page must be locked if the
1107  *      call is made from the machine-independent layer.
1108  *
1109  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
1110  *
1111  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
1112  */
1113 void
1114 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
1115 {
1116
1117         /* These assertions refer to this operation by its public name. */
1118         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
1119             ("vm_page_dirty: page in cache!"));
1120         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
1121             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1122         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1123 }
1124
1125 /*
1126  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1127  *
1128  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1129  *
1130  *      The object must be locked.
1131  */
1132 int
1133 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1134 {
1135         vm_page_t mpred;
1136
1137         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1138         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1139         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1140 }
1141
1142 /*
1143  *      vm_page_insert_after:
1144  *
1145  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1146  *
1147  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1148  *      the specified object.
1149  *
1150  *      The object must be locked.
1151  */
1152 static int
1153 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1154     vm_page_t mpred)
1155 {
1156         vm_page_t msucc;
1157
1158         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1159         KASSERT(m->object == NULL,
1160             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1161         if (mpred != NULL) {
1162                 KASSERT(mpred->object == object,
1163                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1164                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1165                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1166                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1167         } else
1168                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1169         if (msucc != NULL)
1170                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1171                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1172
1173         /*
1174          * Record the object/offset pair in this page
1175          */
1176         m->object = object;
1177         m->pindex = pindex;
1178
1179         /*
1180          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1181          */
1182         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1183                 m->object = NULL;
1184                 m->pindex = 0;
1185                 return (1);
1186         }
1187         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1188         return (0);
1189 }
1190
1191 /*
1192  *      vm_page_insert_radixdone:
1193  *
1194  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1195  *      radix trie hooking.
1196  *
1197  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1198  *      specified object.
1199  *
1200  *      The object must be locked.
1201  */
1202 static void
1203 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1204 {
1205
1206         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1207         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1208             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1209         if (mpred != NULL) {
1210                 KASSERT(mpred->object == object,
1211                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1212                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1213                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1214         }
1215
1216         if (mpred != NULL)
1217                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1218         else
1219                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1220
1221         /*
1222          * Show that the object has one more resident page.
1223          */
1224         object->resident_page_count++;
1225
1226         /*
1227          * Hold the vnode until the last page is released.
1228          */
1229         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1230                 vhold(object->handle);
1231
1232         /*
1233          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1234          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1235          */
1236         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1237                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1238 }
1239
1240 /*
1241  *      vm_page_remove:
1242  *
1243  *      Removes the given mem entry from the object/offset-page
1244  *      table and the object page list, but do not invalidate/terminate
1245  *      the backing store.
1246  *
1247  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1248  */
1249 void
1250 vm_page_remove(vm_page_t m)
1251 {
1252         vm_object_t object;
1253
1254         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1255                 vm_page_assert_locked(m);
1256         if ((object = m->object) == NULL)
1257                 return;
1258         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1259         if (vm_page_xbusied(m))
1260                 vm_page_xunbusy_maybelocked(m);
1261
1262         /*
1263          * Now remove from the object's list of backed pages.
1264          */
1265         vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1266         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1267
1268         /*
1269          * And show that the object has one fewer resident page.
1270          */
1271         object->resident_page_count--;
1272
1273         /*
1274          * The vnode may now be recycled.
1275          */
1276         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1277                 vdrop(object->handle);
1278
1279         m->object = NULL;
1280 }
1281
1282 /*
1283  *      vm_page_lookup:
1284  *
1285  *      Returns the page associated with the object/offset
1286  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1287  *
1288  *      The object must be locked.
1289  */
1290 vm_page_t
1291 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1292 {
1293
1294         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1295         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1296 }
1297
1298 /*
1299  *      vm_page_find_least:
1300  *
1301  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1302  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1303  *
1304  *      The object must be locked.
1305  */
1306 vm_page_t
1307 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1308 {
1309         vm_page_t m;
1310
1311         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1312         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1313                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1314         return (m);
1315 }
1316
1317 /*
1318  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1319  * resident; if none is found, NULL is returned.
1320  *
1321  * The object must be locked.
1322  */
1323 vm_page_t
1324 vm_page_next(vm_page_t m)
1325 {
1326         vm_page_t next;
1327
1328         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1329         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL &&
1330             next->pindex != m->pindex + 1)
1331                 next = NULL;
1332         return (next);
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1337  * resident; if none is found, NULL is returned.
1338  *
1339  * The object must be locked.
1340  */
1341 vm_page_t
1342 vm_page_prev(vm_page_t m)
1343 {
1344         vm_page_t prev;
1345
1346         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1347         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL &&
1348             prev->pindex != m->pindex - 1)
1349                 prev = NULL;
1350         return (prev);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1355  * pindex which must be already present in the object.
1356  *
1357  * The existing page must not be on a paging queue.
1358  */
1359 vm_page_t
1360 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1361 {
1362         vm_page_t mold;
1363
1364         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1365         KASSERT(mnew->object == NULL,
1366             ("vm_page_replace: page already in object"));
1367
1368         /*
1369          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1370          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1371          * dance.  Double check such functions for more comments.
1372          */
1373
1374         mnew->object = object;
1375         mnew->pindex = pindex;
1376         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1377         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1378             ("vm_page_replace: mold is on a paging queue"));
1379
1380         /* Keep the resident page list in sorted order. */
1381         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mold, mnew, listq);
1382         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1383
1384         mold->object = NULL;
1385         vm_page_xunbusy_maybelocked(mold);
1386
1387         /*
1388          * The object's resident_page_count does not change because we have
1389          * swapped one page for another, but OBJ_MIGHTBEDIRTY.
1390          */
1391         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1392                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1393         return (mold);
1394 }
1395
1396 /*
1397  *      vm_page_rename:
1398  *
1399  *      Move the given memory entry from its
1400  *      current object to the specified target object/offset.
1401  *
1402  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1403  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1404  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1405  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1406  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1407  *
1408  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1409  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1410  *            swap.  If the page is on the cache, we have to deactivate it
1411  *            or vm_page_dirty() will panic.  Dirty pages are not allowed
1412  *            on the cache.
1413  *
1414  *      The objects must be locked.
1415  */
1416 int
1417 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1418 {
1419         vm_page_t mpred;
1420         vm_pindex_t opidx;
1421
1422         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1423
1424         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1425         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1426             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1427
1428         /*
1429          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1430          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1431          * function.
1432          */
1433         opidx = m->pindex;
1434         m->pindex = new_pindex;
1435         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1436                 m->pindex = opidx;
1437                 return (1);
1438         }
1439
1440         /*
1441          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1442          * the listq iterator is tainted.
1443          */
1444         m->pindex = opidx;
1445         vm_page_lock(m);
1446         vm_page_remove(m);
1447
1448         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1449         m->pindex = new_pindex;
1450         m->object = new_object;
1451         vm_page_unlock(m);
1452         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1453         vm_page_dirty(m);
1454         return (0);
1455 }
1456
1457 /*
1458  *      Convert all of the given object's cached pages that have a
1459  *      pindex within the given range into free pages.  If the value
1460  *      zero is given for "end", then the range's upper bound is
1461  *      infinity.  If the given object is backed by a vnode and it
1462  *      transitions from having one or more cached pages to none, the
1463  *      vnode's hold count is reduced.
1464  */
1465 void
1466 vm_page_cache_free(vm_object_t object, vm_pindex_t start, vm_pindex_t end)
1467 {
1468         vm_page_t m;
1469         boolean_t empty;
1470
1471         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1472         if (__predict_false(vm_radix_is_empty(&object->cache))) {
1473                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1474                 return;
1475         }
1476         while ((m = vm_radix_lookup_ge(&object->cache, start)) != NULL) {
1477                 if (end != 0 && m->pindex >= end)
1478                         break;
1479                 vm_radix_remove(&object->cache, m->pindex);
1480                 vm_page_cache_turn_free(m);
1481         }
1482         empty = vm_radix_is_empty(&object->cache);
1483         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1484         if (object->type == OBJT_VNODE && empty)
1485                 vdrop(object->handle);
1486 }
1487
1488 /*
1489  *      Returns the cached page that is associated with the given
1490  *      object and offset.  If, however, none exists, returns NULL.
1491  *
1492  *      The free page queue must be locked.
1493  */
1494 static inline vm_page_t
1495 vm_page_cache_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1496 {
1497
1498         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1499         return (vm_radix_lookup(&object->cache, pindex));
1500 }
1501
1502 /*
1503  *      Remove the given cached page from its containing object's
1504  *      collection of cached pages.
1505  *
1506  *      The free page queue must be locked.
1507  */
1508 static void
1509 vm_page_cache_remove(vm_page_t m)
1510 {
1511
1512         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
1513         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) != 0,
1514             ("vm_page_cache_remove: page %p is not cached", m));
1515         vm_radix_remove(&m->object->cache, m->pindex);
1516         m->object = NULL;
1517         vm_cnt.v_cache_count--;
1518 }
1519
1520 /*
1521  *      Transfer all of the cached pages with offset greater than or
1522  *      equal to 'offidxstart' from the original object's cache to the
1523  *      new object's cache.  However, any cached pages with offset
1524  *      greater than or equal to the new object's size are kept in the
1525  *      original object.  Initially, the new object's cache must be
1526  *      empty.  Offset 'offidxstart' in the original object must
1527  *      correspond to offset zero in the new object.
1528  *
1529  *      The new object must be locked.
1530  */
1531 void
1532 vm_page_cache_transfer(vm_object_t orig_object, vm_pindex_t offidxstart,
1533     vm_object_t new_object)
1534 {
1535         vm_page_t m;
1536
1537         /*
1538          * Insertion into an object's collection of cached pages
1539          * requires the object to be locked.  In contrast, removal does
1540          * not.
1541          */
1542         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1543         KASSERT(vm_radix_is_empty(&new_object->cache),
1544             ("vm_page_cache_transfer: object %p has cached pages",
1545             new_object));
1546         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1547         while ((m = vm_radix_lookup_ge(&orig_object->cache,
1548             offidxstart)) != NULL) {
1549                 /*
1550                  * Transfer all of the pages with offset greater than or
1551                  * equal to 'offidxstart' from the original object's
1552                  * cache to the new object's cache.
1553                  */
1554                 if ((m->pindex - offidxstart) >= new_object->size)
1555                         break;
1556                 vm_radix_remove(&orig_object->cache, m->pindex);
1557                 /* Update the page's object and offset. */
1558                 m->object = new_object;
1559                 m->pindex -= offidxstart;
1560                 if (vm_radix_insert(&new_object->cache, m))
1561                         vm_page_cache_turn_free(m);
1562         }
1563         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1564 }
1565
1566 /*
1567  *      Returns TRUE if a cached page is associated with the given object and
1568  *      offset, and FALSE otherwise.
1569  *
1570  *      The object must be locked.
1571  */
1572 boolean_t
1573 vm_page_is_cached(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1574 {
1575         vm_page_t m;
1576
1577         /*
1578          * Insertion into an object's collection of cached pages requires the
1579          * object to be locked.  Therefore, if the object is locked and the
1580          * object's collection is empty, there is no need to acquire the free
1581          * page queues lock in order to prove that the specified page doesn't
1582          * exist.
1583          */
1584         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1585         if (__predict_true(vm_object_cache_is_empty(object)))
1586                 return (FALSE);
1587         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1588         m = vm_page_cache_lookup(object, pindex);
1589         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1590         return (m != NULL);
1591 }
1592
1593 /*
1594  *      vm_page_alloc:
1595  *
1596  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1597  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1598  *
1599  *      The caller must always specify an allocation class.
1600  *
1601  *      allocation classes:
1602  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1603  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1604  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1605  *
1606  *      optional allocation flags:
1607  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1608  *                              intends to allocate
1609  *      VM_ALLOC_IFCACHED       return page only if it is cached
1610  *      VM_ALLOC_IFNOTCACHED    return NULL, do not reactivate if the page
1611  *                              is cached
1612  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1613  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1614  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1615  *                              should not be exclusive busy
1616  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1617  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1618  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1619  *
1620  *      This routine may not sleep.
1621  */
1622 vm_page_t
1623 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1624 {
1625         struct vnode *vp = NULL;
1626         vm_object_t m_object;
1627         vm_page_t m, mpred;
1628         int flags, req_class;
1629
1630         mpred = 0;      /* XXX: pacify gcc */
1631         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1632             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1633             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1634             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1635             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", (void *)object,
1636             req));
1637         if (object != NULL)
1638                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1639
1640         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1641
1642         /*
1643          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1644          */
1645         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1646                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1647
1648         if (object != NULL) {
1649                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1650                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
1651                    ("vm_page_alloc: pindex already allocated"));
1652         }
1653
1654         /*
1655          * The page allocation request can came from consumers which already
1656          * hold the free page queue mutex, like vm_page_insert() in
1657          * vm_page_cache().
1658          */
1659         mtx_lock_flags(&vm_page_queue_free_mtx, MTX_RECURSE);
1660         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
1661             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1662             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
1663             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1664             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > 0)) {
1665                 /*
1666                  * Allocate from the free queue if the number of free pages
1667                  * exceeds the minimum for the request class.
1668                  */
1669                 if (object != NULL &&
1670                     (m = vm_page_cache_lookup(object, pindex)) != NULL) {
1671                         if ((req & VM_ALLOC_IFNOTCACHED) != 0) {
1672                                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1673                                 return (NULL);
1674                         }
1675                         if (vm_phys_unfree_page(m))
1676                                 vm_phys_set_pool(VM_FREEPOOL_DEFAULT, m, 0);
1677 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1678                         else if (!vm_reserv_reactivate_page(m))
1679 #else
1680                         else
1681 #endif
1682                                 panic("vm_page_alloc: cache page %p is missing"
1683                                     " from the free queue", m);
1684                 } else if ((req & VM_ALLOC_IFCACHED) != 0) {
1685                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1686                         return (NULL);
1687 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1688                 } else if (object == NULL || (object->flags & (OBJ_COLORED |
1689                     OBJ_FICTITIOUS)) != OBJ_COLORED || (m =
1690                     vm_reserv_alloc_page(object, pindex, mpred)) == NULL) {
1691 #else
1692                 } else {
1693 #endif
1694                         m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1695                             VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1696 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1697                         if (m == NULL && vm_reserv_reclaim_inactive()) {
1698                                 m = vm_phys_alloc_pages(object != NULL ?
1699                                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT,
1700                                     0);
1701                         }
1702 #endif
1703                 }
1704         } else {
1705                 /*
1706                  * Not allocatable, give up.
1707                  */
1708                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1709                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
1710                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
1711                 pagedaemon_wakeup();
1712                 return (NULL);
1713         }
1714
1715         /*
1716          *  At this point we had better have found a good page.
1717          */
1718         KASSERT(m != NULL, ("vm_page_alloc: missing page"));
1719         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
1720             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected queue %d", m, m->queue));
1721         KASSERT(m->wire_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is wired", m));
1722         KASSERT(m->hold_count == 0, ("vm_page_alloc: page %p is held", m));
1723         KASSERT(!vm_page_busied(m), ("vm_page_alloc: page %p is busy", m));
1724         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_alloc: page %p is dirty", m));
1725         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
1726             ("vm_page_alloc: page %p has unexpected memattr %d", m,
1727             pmap_page_get_memattr(m)));
1728         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
1729                 KASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0,
1730                     ("vm_page_alloc: cached page %p is PG_ZERO", m));
1731                 KASSERT(m->valid != 0,
1732                     ("vm_page_alloc: cached page %p is invalid", m));
1733                 if (m->object == object && m->pindex == pindex)
1734                         vm_cnt.v_reactivated++;
1735                 else
1736                         m->valid = 0;
1737                 m_object = m->object;
1738                 vm_page_cache_remove(m);
1739                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
1740                     vm_object_cache_is_empty(m_object))
1741                         vp = m_object->handle;
1742         } else {
1743                 KASSERT(m->valid == 0,
1744                     ("vm_page_alloc: free page %p is valid", m));
1745                 vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
1746         }
1747         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1748
1749         /*
1750          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1751          */
1752         flags = 0;
1753         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1754                 flags = PG_ZERO;
1755         flags &= m->flags;
1756         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1757                 flags |= PG_NODUMP;
1758         m->flags = flags;
1759         m->aflags = 0;
1760         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1761             VPO_UNMANAGED : 0;
1762         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1763         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1764                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1765         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1766                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1767         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1768                 /*
1769                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1770                  * page is inserted into the object.
1771                  */
1772                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1773                 m->wire_count = 1;
1774         }
1775         m->act_count = 0;
1776
1777         if (object != NULL) {
1778                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1779                         /* See the comment below about hold count. */
1780                         if (vp != NULL)
1781                                 vdrop(vp);
1782                         pagedaemon_wakeup();
1783                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1784                                 atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
1785                                 m->wire_count = 0;
1786                         }
1787                         m->object = NULL;
1788                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1789                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1790                         vm_page_free(m);
1791                         return (NULL);
1792                 }
1793
1794                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1795                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1796                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1797                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1798         } else
1799                 m->pindex = pindex;
1800
1801         /*
1802          * The following call to vdrop() must come after the above call
1803          * to vm_page_insert() in case both affect the same object and
1804          * vnode.  Otherwise, the affected vnode's hold count could
1805          * temporarily become zero.
1806          */
1807         if (vp != NULL)
1808                 vdrop(vp);
1809
1810         /*
1811          * Don't wakeup too often - wakeup the pageout daemon when
1812          * we would be nearly out of memory.
1813          */
1814         if (vm_paging_needed())
1815                 pagedaemon_wakeup();
1816
1817         return (m);
1818 }
1819
1820 static void
1821 vm_page_alloc_contig_vdrop(struct spglist *lst)
1822 {
1823
1824         while (!SLIST_EMPTY(lst)) {
1825                 vdrop((struct vnode *)SLIST_FIRST(lst)-> plinks.s.pv);
1826                 SLIST_REMOVE_HEAD(lst, plinks.s.ss);
1827         }
1828 }
1829
1830 /*
1831  *      vm_page_alloc_contig:
1832  *
1833  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1834  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1835  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1836  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1837  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1838  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1839  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1840  *      and "boundary" must be a power of two.
1841  *
1842  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1843  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1844  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1845  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1846  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1847  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1848  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1849  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1850  *
1851  *      The caller must always specify an allocation class.
1852  *
1853  *      allocation classes:
1854  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1855  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1856  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1857  *
1858  *      optional allocation flags:
1859  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1860  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1861  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1862  *                              should not be exclusive busy
1863  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1864  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1865  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1866  *
1867  *      This routine may not sleep.
1868  */
1869 vm_page_t
1870 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1871     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1872     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1873 {
1874         struct vnode *drop;
1875         struct spglist deferred_vdrop_list;
1876         vm_page_t m, m_tmp, m_ret;
1877         u_int flags;
1878         int req_class;
1879
1880         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1881             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1882             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1883             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1884             ("vm_page_alloc: inconsistent object(%p)/req(%x)", (void *)object,
1885             req));
1886         if (object != NULL) {
1887                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1888                 KASSERT(object->type == OBJT_PHYS,
1889                     ("vm_page_alloc_contig: object %p isn't OBJT_PHYS",
1890                     object));
1891         }
1892         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
1893         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1894
1895         /*
1896          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1897          */
1898         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1899                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
1900
1901         SLIST_INIT(&deferred_vdrop_list);
1902         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
1903         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count >= npages +
1904             vm_cnt.v_free_reserved || (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
1905             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count >= npages +
1906             vm_cnt.v_interrupt_free_min) || (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
1907             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count >= npages)) {
1908 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1909 retry:
1910                 if (object == NULL || (object->flags & OBJ_COLORED) == 0 ||
1911                     (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(object, pindex, npages,
1912                     low, high, alignment, boundary)) == NULL)
1913 #endif
1914                         m_ret = vm_phys_alloc_contig(npages, low, high,
1915                             alignment, boundary);
1916         } else {
1917                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1918                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit, npages);
1919                 pagedaemon_wakeup();
1920                 return (NULL);
1921         }
1922         if (m_ret != NULL)
1923                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1924                         drop = vm_page_alloc_init(m);
1925                         if (drop != NULL) {
1926                                 /*
1927                                  * Enqueue the vnode for deferred vdrop().
1928                                  */
1929                                 m->plinks.s.pv = drop;
1930                                 SLIST_INSERT_HEAD(&deferred_vdrop_list, m,
1931                                     plinks.s.ss);
1932                         }
1933                 }
1934         else {
1935 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1936                 if (vm_reserv_reclaim_contig(npages, low, high, alignment,
1937                     boundary))
1938                         goto retry;
1939 #endif
1940         }
1941         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
1942         if (m_ret == NULL)
1943                 return (NULL);
1944
1945         /*
1946          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1947          */
1948         flags = 0;
1949         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1950                 flags = PG_ZERO;
1951         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1952                 flags |= PG_NODUMP;
1953         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1954                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, npages);
1955         if (object != NULL) {
1956                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1957                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
1958                         memattr = object->memattr;
1959         }
1960         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
1961                 m->aflags = 0;
1962                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
1963                 m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1964                 if (object != NULL) {
1965                         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1966                                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1967                         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1968                                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1969                 }
1970                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1971                         m->wire_count = 1;
1972                 /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
1973                 m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1974                 if (object != NULL) {
1975                         if (vm_page_insert(m, object, pindex)) {
1976                                 vm_page_alloc_contig_vdrop(
1977                                     &deferred_vdrop_list);
1978                                 if (vm_paging_needed())
1979                                         pagedaemon_wakeup();
1980                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1981                                         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count,
1982                                             npages);
1983                                 for (m_tmp = m, m = m_ret;
1984                                     m < &m_ret[npages]; m++) {
1985                                         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
1986                                                 m->wire_count = 0;
1987                                         if (m >= m_tmp) {
1988                                                 m->object = NULL;
1989                                                 m->oflags |= VPO_UNMANAGED;
1990                                         }
1991                                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1992                                         vm_page_free(m);
1993                                 }
1994                                 return (NULL);
1995                         }
1996                 } else
1997                         m->pindex = pindex;
1998                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
1999                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
2000                 pindex++;
2001         }
2002         vm_page_alloc_contig_vdrop(&deferred_vdrop_list);
2003         if (vm_paging_needed())
2004                 pagedaemon_wakeup();
2005         return (m_ret);
2006 }
2007
2008 /*
2009  * Initialize a page that has been freshly dequeued from a freelist.
2010  * The caller has to drop the vnode returned, if it is not NULL.
2011  *
2012  * This function may only be used to initialize unmanaged pages.
2013  *
2014  * To be called with vm_page_queue_free_mtx held.
2015  */
2016 static struct vnode *
2017 vm_page_alloc_init(vm_page_t m)
2018 {
2019         struct vnode *drop;
2020         vm_object_t m_object;
2021
2022         KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2023             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected queue %d",
2024             m, m->queue));
2025         KASSERT(m->wire_count == 0,
2026             ("vm_page_alloc_init: page %p is wired", m));
2027         KASSERT(m->hold_count == 0,
2028             ("vm_page_alloc_init: page %p is held", m));
2029         KASSERT(!vm_page_busied(m),
2030             ("vm_page_alloc_init: page %p is busy", m));
2031         KASSERT(m->dirty == 0,
2032             ("vm_page_alloc_init: page %p is dirty", m));
2033         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
2034             ("vm_page_alloc_init: page %p has unexpected memattr %d",
2035             m, pmap_page_get_memattr(m)));
2036         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2037         drop = NULL;
2038         if ((m->flags & PG_CACHED) != 0) {
2039                 KASSERT((m->flags & PG_ZERO) == 0,
2040                     ("vm_page_alloc_init: cached page %p is PG_ZERO", m));
2041                 m->valid = 0;
2042                 m_object = m->object;
2043                 vm_page_cache_remove(m);
2044                 if (m_object->type == OBJT_VNODE &&
2045                     vm_object_cache_is_empty(m_object))
2046                         drop = m_object->handle;
2047         } else {
2048                 KASSERT(m->valid == 0,
2049                     ("vm_page_alloc_init: free page %p is valid", m));
2050                 vm_phys_freecnt_adj(m, -1);
2051         }
2052         return (drop);
2053 }
2054
2055 /*
2056  *      vm_page_alloc_freelist:
2057  *
2058  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
2059  *
2060  *      The caller must always specify an allocation class.
2061  *
2062  *      allocation classes:
2063  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2064  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2065  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2066  *
2067  *      optional allocation flags:
2068  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
2069  *                              intends to allocate
2070  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
2071  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
2072  *
2073  *      This routine may not sleep.
2074  */
2075 vm_page_t
2076 vm_page_alloc_freelist(int flind, int req)
2077 {
2078         struct vnode *drop;
2079         vm_page_t m;
2080         u_int flags;
2081         int req_class;
2082
2083         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2084
2085         /*
2086          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2087          */
2088         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2089                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2090
2091         /*
2092          * Do not allocate reserved pages unless the req has asked for it.
2093          */
2094         mtx_lock_flags(&vm_page_queue_free_mtx, MTX_RECURSE);
2095         if (vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_free_reserved ||
2096             (req_class == VM_ALLOC_SYSTEM &&
2097             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > vm_cnt.v_interrupt_free_min) ||
2098             (req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT &&
2099             vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count > 0))
2100                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(flind, VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
2101         else {
2102                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2103                 atomic_add_int(&vm_pageout_deficit,
2104                     max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
2105                 pagedaemon_wakeup();
2106                 return (NULL);
2107         }
2108         if (m == NULL) {
2109                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2110                 return (NULL);
2111         }
2112         drop = vm_page_alloc_init(m);
2113         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2114
2115         /*
2116          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2117          */
2118         m->aflags = 0;
2119         flags = 0;
2120         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2121                 flags = PG_ZERO;
2122         m->flags &= flags;
2123         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2124                 /*
2125                  * The page lock is not required for wiring a page that does
2126                  * not belong to an object.
2127                  */
2128                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
2129                 m->wire_count = 1;
2130         }
2131         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2132         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2133         if (drop != NULL)
2134                 vdrop(drop);
2135         if (vm_paging_needed())
2136                 pagedaemon_wakeup();
2137         return (m);
2138 }
2139
2140 #define VPSC_ANY        0       /* No restrictions. */
2141 #define VPSC_NORESERV   1       /* Skip reservations; implies VPSC_NOSUPER. */
2142 #define VPSC_NOSUPER    2       /* Skip superpages. */
2143
2144 /*
2145  *      vm_page_scan_contig:
2146  *
2147  *      Scan vm_page_array[] between the specified entries "m_start" and
2148  *      "m_end" for a run of contiguous physical pages that satisfy the
2149  *      specified conditions, and return the lowest page in the run.  The
2150  *      specified "alignment" determines the alignment of the lowest physical
2151  *      page in the run.  If the specified "boundary" is non-zero, then the
2152  *      run of physical pages cannot span a physical address that is a
2153  *      multiple of "boundary".
2154  *
2155  *      "m_end" is never dereferenced, so it need not point to a vm_page
2156  *      structure within vm_page_array[].
2157  *
2158  *      "npages" must be greater than zero.  "m_start" and "m_end" must not
2159  *      span a hole (or discontiguity) in the physical address space.  Both
2160  *      "alignment" and "boundary" must be a power of two.
2161  */
2162 vm_page_t
2163 vm_page_scan_contig(u_long npages, vm_page_t m_start, vm_page_t m_end,
2164     u_long alignment, vm_paddr_t boundary, int options)
2165 {
2166         struct mtx *m_mtx, *new_mtx;
2167         vm_object_t object;
2168         vm_paddr_t pa;
2169         vm_page_t m, m_run;
2170 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2171         int level;
2172 #endif
2173         int m_inc, order, run_ext, run_len;
2174
2175         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2176         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2177         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2178         m_run = NULL;
2179         run_len = 0;
2180         m_mtx = NULL;
2181         for (m = m_start; m < m_end && run_len < npages; m += m_inc) {
2182                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2183                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2184
2185                 /*
2186                  * If the current page would be the start of a run, check its
2187                  * physical address against the end, alignment, and boundary
2188                  * conditions.  If it doesn't satisfy these conditions, either
2189                  * terminate the scan or advance to the next page that
2190                  * satisfies the failed condition.
2191                  */
2192                 if (run_len == 0) {
2193                         KASSERT(m_run == NULL, ("m_run != NULL"));
2194                         if (m + npages > m_end)
2195                                 break;
2196                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2197                         if ((pa & (alignment - 1)) != 0) {
2198                                 m_inc = atop(roundup2(pa, alignment) - pa);
2199                                 continue;
2200                         }
2201                         if (rounddown2(pa ^ (pa + ptoa(npages) - 1),
2202                             boundary) != 0) {
2203                                 m_inc = atop(roundup2(pa, boundary) - pa);
2204                                 continue;
2205                         }
2206                 } else
2207                         KASSERT(m_run != NULL, ("m_run == NULL"));
2208
2209                 /*
2210                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
2211                  */
2212                 new_mtx = vm_page_lockptr(m);
2213                 if (m_mtx != new_mtx) {
2214                         if (m_mtx != NULL)
2215                                 mtx_unlock(m_mtx);
2216                         m_mtx = new_mtx;
2217                         mtx_lock(m_mtx);
2218                 }
2219                 m_inc = 1;
2220 retry:
2221                 if (m->wire_count != 0 || m->hold_count != 0)
2222                         run_ext = 0;
2223 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2224                 else if ((level = vm_reserv_level(m)) >= 0 &&
2225                     (options & VPSC_NORESERV) != 0) {
2226                         run_ext = 0;
2227                         /* Advance to the end of the reservation. */
2228                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2229                         m_inc = atop(roundup2(pa + 1, vm_reserv_size(level)) -
2230                             pa);
2231                 }
2232 #endif
2233                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2234                         /*
2235                          * The page is considered eligible for relocation if
2236                          * and only if it could be laundered or reclaimed by
2237                          * the page daemon.
2238                          */
2239                         if (!VM_OBJECT_TRYRLOCK(object)) {
2240                                 mtx_unlock(m_mtx);
2241                                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2242                                 mtx_lock(m_mtx);
2243                                 if (m->object != object) {
2244                                         /*
2245                                          * The page may have been freed.
2246                                          */
2247                                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2248                                         goto retry;
2249                                 } else if (m->wire_count != 0 ||
2250                                     m->hold_count != 0) {
2251                                         run_ext = 0;
2252                                         goto unlock;
2253                                 }
2254                         }
2255                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2256                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2257                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_WINATCFLS, PG_ZERO. */
2258                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2259                             object->type != OBJT_SWAP &&
2260                             object->type != OBJT_VNODE)
2261                                 run_ext = 0;
2262                         else if ((m->flags & PG_CACHED) != 0 ||
2263                             m != vm_page_lookup(object, m->pindex)) {
2264                                 /*
2265                                  * The page is cached or recently converted
2266                                  * from cached to free.
2267                                  */
2268 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2269                                 if (level >= 0) {
2270                                         /*
2271                                          * The page is reserved.  Extend the
2272                                          * current run by one page.
2273                                          */
2274                                         run_ext = 1;
2275                                 } else
2276 #endif
2277                                 if ((order = m->order) < VM_NFREEORDER) {
2278                                         /*
2279                                          * The page is enqueued in the
2280                                          * physical memory allocator's cache/
2281                                          * free page queues.  Moreover, it is
2282                                          * the first page in a power-of-two-
2283                                          * sized run of contiguous cache/free
2284                                          * pages.  Add these pages to the end
2285                                          * of the current run, and jump
2286                                          * ahead.
2287                                          */
2288                                         run_ext = 1 << order;
2289                                         m_inc = 1 << order;
2290                                 } else
2291                                         run_ext = 0;
2292 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2293                         } else if ((options & VPSC_NOSUPER) != 0 &&
2294                             (level = vm_reserv_level_iffullpop(m)) >= 0) {
2295                                 run_ext = 0;
2296                                 /* Advance to the end of the superpage. */
2297                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2298                                 m_inc = atop(roundup2(pa + 1,
2299                                     vm_reserv_size(level)) - pa);
2300 #endif
2301                         } else if (object->memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2302                             m->queue != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2303                                 /*
2304                                  * The page is allocated but eligible for
2305                                  * relocation.  Extend the current run by one
2306                                  * page.
2307                                  */
2308                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2309                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2310                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2311                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2312                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2313                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2314                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2315                                 run_ext = 1;
2316                         } else
2317                                 run_ext = 0;
2318 unlock:
2319                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2320 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2321                 } else if (level >= 0) {
2322                         /*
2323                          * The page is reserved but not yet allocated.  In
2324                          * other words, it is still cached or free.  Extend
2325                          * the current run by one page.
2326                          */
2327                         run_ext = 1;
2328 #endif
2329                 } else if ((order = m->order) < VM_NFREEORDER) {
2330                         /*
2331                          * The page is enqueued in the physical memory
2332                          * allocator's cache/free page queues.  Moreover, it
2333                          * is the first page in a power-of-two-sized run of
2334                          * contiguous cache/free pages.  Add these pages to
2335                          * the end of the current run, and jump ahead.
2336                          */
2337                         run_ext = 1 << order;
2338                         m_inc = 1 << order;
2339                 } else {
2340                         /*
2341                          * Skip the page for one of the following reasons: (1)
2342                          * It is enqueued in the physical memory allocator's
2343                          * cache/free page queues.  However, it is not the
2344                          * first page in a run of contiguous cache/free pages.
2345                          * (This case rarely occurs because the scan is
2346                          * performed in ascending order.) (2) It is not
2347                          * reserved, and it is transitioning from free to
2348                          * allocated.  (Conversely, the transition from
2349                          * allocated to free for managed pages is blocked by
2350                          * the page lock.) (3) It is allocated but not
2351                          * contained by an object and not wired, e.g.,
2352                          * allocated by Xen's balloon driver.
2353                          */
2354                         run_ext = 0;
2355                 }
2356
2357                 /*
2358                  * Extend or reset the current run of pages.
2359                  */
2360                 if (run_ext > 0) {
2361                         if (run_len == 0)
2362                                 m_run = m;
2363                         run_len += run_ext;
2364                 } else {
2365                         if (run_len > 0) {
2366                                 m_run = NULL;
2367                                 run_len = 0;
2368                         }
2369                 }
2370         }
2371         if (m_mtx != NULL)
2372                 mtx_unlock(m_mtx);
2373         if (run_len >= npages)
2374                 return (m_run);
2375         return (NULL);
2376 }
2377
2378 /*
2379  *      vm_page_reclaim_run:
2380  *
2381  *      Try to relocate each of the allocated virtual pages within the
2382  *      specified run of physical pages to a new physical address.  Free the
2383  *      physical pages underlying the relocated virtual pages.  A virtual page
2384  *      is relocatable if and only if it could be laundered or reclaimed by
2385  *      the page daemon.  Whenever possible, a virtual page is relocated to a
2386  *      physical address above "high".
2387  *
2388  *      Returns 0 if every physical page within the run was already free or
2389  *      just freed by a successful relocation.  Otherwise, returns a non-zero
2390  *      value indicating why the last attempt to relocate a virtual page was
2391  *      unsuccessful.
2392  *
2393  *      "req_class" must be an allocation class.
2394  */
2395 static int
2396 vm_page_reclaim_run(int req_class, u_long npages, vm_page_t m_run,
2397     vm_paddr_t high)
2398 {
2399         struct mtx *m_mtx, *new_mtx;
2400         struct spglist free;
2401         vm_object_t object;
2402         vm_paddr_t pa;
2403         vm_page_t m, m_end, m_new;
2404         int error, order, req;
2405
2406         KASSERT((req_class & VM_ALLOC_CLASS_MASK) == req_class,
2407             ("req_class is not an allocation class"));
2408         SLIST_INIT(&free);
2409         error = 0;
2410         m = m_run;
2411         m_end = m_run + npages;
2412         m_mtx = NULL;
2413         for (; error == 0 && m < m_end; m++) {
2414                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2415                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2416
2417                 /*
2418                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
2419                  */
2420                 new_mtx = vm_page_lockptr(m);
2421                 if (m_mtx != new_mtx) {
2422                         if (m_mtx != NULL)
2423                                 mtx_unlock(m_mtx);
2424                         m_mtx = new_mtx;
2425                         mtx_lock(m_mtx);
2426                 }
2427 retry:
2428                 if (m->wire_count != 0 || m->hold_count != 0)
2429                         error = EBUSY;
2430                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2431                         /*
2432                          * The page is relocated if and only if it could be
2433                          * laundered or reclaimed by the page daemon.
2434                          */
2435                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
2436                                 mtx_unlock(m_mtx);
2437                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2438                                 mtx_lock(m_mtx);
2439                                 if (m->object != object) {
2440                                         /*
2441                                          * The page may have been freed.
2442                                          */
2443                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2444                                         goto retry;
2445                                 } else if (m->wire_count != 0 ||
2446                                     m->hold_count != 0) {
2447                                         error = EBUSY;
2448                                         goto unlock;
2449                                 }
2450                         }
2451                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2452                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2453                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_WINATCFLS, PG_ZERO. */
2454                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2455                             object->type != OBJT_SWAP &&
2456                             object->type != OBJT_VNODE)
2457                                 error = EINVAL;
2458                         else if ((m->flags & PG_CACHED) != 0 ||
2459                             m != vm_page_lookup(object, m->pindex)) {
2460                                 /*
2461                                  * The page is cached or recently converted
2462                                  * from cached to free.
2463                                  */
2464                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2465                                 goto cached;
2466                         } else if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2467                                 error = EINVAL;
2468                         else if (m->queue != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2469                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2470                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2471                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2472                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2473                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2474                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2475                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2476                                 if (m->valid != 0) {
2477                                         /*
2478                                          * First, try to allocate a new page
2479                                          * that is above "high".  Failing
2480                                          * that, try to allocate a new page
2481                                          * that is below "m_run".  Allocate
2482                                          * the new page between the end of
2483                                          * "m_run" and "high" only as a last
2484                                          * resort.
2485                                          */
2486                                         req = req_class | VM_ALLOC_NOOBJ;
2487                                         if ((m->flags & PG_NODUMP) != 0)
2488                                                 req |= VM_ALLOC_NODUMP;
2489                                         if (trunc_page(high) !=
2490                                             ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK) {
2491                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2492                                                     NULL, 0, req, 1,
2493                                                     round_page(high),
2494                                                     ~(vm_paddr_t)0,
2495                                                     PAGE_SIZE, 0,
2496                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2497                                         } else
2498                                                 m_new = NULL;
2499                                         if (m_new == NULL) {
2500                                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run);
2501                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2502                                                     NULL, 0, req, 1,
2503                                                     0, pa - 1, PAGE_SIZE, 0,
2504                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2505                                         }
2506                                         if (m_new == NULL) {
2507                                                 pa += ptoa(npages);
2508                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2509                                                     NULL, 0, req, 1,
2510                                                     pa, high, PAGE_SIZE, 0,
2511                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2512                                         }
2513                                         if (m_new == NULL) {
2514                                                 error = ENOMEM;
2515                                                 goto unlock;
2516                                         }
2517                                         KASSERT(m_new->wire_count == 0,
2518                                             ("page %p is wired", m));
2519
2520                                         /*
2521                                          * Replace "m" with the new page.  For
2522                                          * vm_page_replace(), "m" must be busy
2523                                          * and dequeued.  Finally, change "m"
2524                                          * as if vm_page_free() was called.
2525                                          */
2526                                         if (object->ref_count != 0)
2527                                                 pmap_remove_all(m);
2528                                         m_new->aflags = m->aflags;
2529                                         KASSERT(m_new->oflags == VPO_UNMANAGED,
2530                                             ("page %p is managed", m));
2531                                         m_new->oflags = m->oflags & VPO_NOSYNC;
2532                                         pmap_copy_page(m, m_new);
2533                                         m_new->valid = m->valid;
2534                                         m_new->dirty = m->dirty;
2535                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2536                                         vm_page_xbusy(m);
2537                                         vm_page_remque(m);
2538                                         vm_page_replace_checked(m_new, object,
2539                                             m->pindex, m);
2540                                         m->valid = 0;
2541                                         vm_page_undirty(m);
2542
2543                                         /*
2544                                          * The new page must be deactivated
2545                                          * before the object is unlocked.
2546                                          */
2547                                         new_mtx = vm_page_lockptr(m_new);
2548                                         if (m_mtx != new_mtx) {
2549                                                 mtx_unlock(m_mtx);
2550                                                 m_mtx = new_mtx;
2551                                                 mtx_lock(m_mtx);
2552                                         }
2553                                         vm_page_deactivate(m_new);
2554                                 } else {
2555                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2556                                         vm_page_remque(m);
2557                                         vm_page_remove(m);
2558                                         KASSERT(m->dirty == 0,
2559                                             ("page %p is dirty", m));
2560                                 }
2561                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m, plinks.s.ss);
2562                         } else
2563                                 error = EBUSY;
2564 unlock:
2565                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2566                 } else {
2567 cached:
2568                         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2569                         order = m->order;
2570                         if (order < VM_NFREEORDER) {
2571                                 /*
2572                                  * The page is enqueued in the physical memory
2573                                  * allocator's cache/free page queues.
2574                                  * Moreover, it is the first page in a power-
2575                                  * of-two-sized run of contiguous cache/free
2576                                  * pages.  Jump ahead to the last page within
2577                                  * that run, and continue from there.
2578                                  */
2579                                 m += (1 << order) - 1;
2580                         }
2581 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2582                         else if (vm_reserv_is_page_free(m))
2583                                 order = 0;
2584 #endif
2585                         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2586                         if (order == VM_NFREEORDER)
2587                                 error = EINVAL;
2588                 }
2589         }
2590         if (m_mtx != NULL)
2591                 mtx_unlock(m_mtx);
2592         if ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL) {
2593                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2594                 do {
2595                         SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2596                         vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2597 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2598                         if (!vm_reserv_free_page(m))
2599 #else
2600                         if (true)
2601 #endif
2602                                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2603                 } while ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL);
2604                 vm_page_free_wakeup();
2605                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
2606         }
2607         return (error);
2608 }
2609
2610 #define NRUNS   16
2611
2612 CTASSERT(powerof2(NRUNS));
2613
2614 #define RUN_INDEX(count)        ((count) & (NRUNS - 1))
2615
2616 #define MIN_RECLAIM     8
2617
2618 /*
2619  *      vm_page_reclaim_contig:
2620  *
2621  *      Reclaim allocated, contiguous physical memory satisfying the specified
2622  *      conditions by relocating the virtual pages using that physical memory.
2623  *      Returns true if reclamation is successful and false otherwise.  Since
2624  *      relocation requires the allocation of physical pages, reclamation may
2625  *      fail due to a shortage of cache/free pages.  When reclamation fails,
2626  *      callers are expected to perform VM_WAIT before retrying a failed
2627  *      allocation operation, e.g., vm_page_alloc_contig().
2628  *
2629  *      The caller must always specify an allocation class through "req".
2630  *
2631  *      allocation classes:
2632  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2633  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2634  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2635  *
2636  *      The optional allocation flags are ignored.
2637  *
2638  *      "npages" must be greater than zero.  Both "alignment" and "boundary"
2639  *      must be a power of two.
2640  */
2641 bool
2642 vm_page_reclaim_contig(int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2643     u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2644 {
2645         vm_paddr_t curr_low;
2646         vm_page_t m_run, m_runs[NRUNS];
2647         u_long count, reclaimed;
2648         int error, i, options, req_class;
2649
2650         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2651         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2652         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2653         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2654
2655         /*
2656          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2657          */
2658         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2659                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2660
2661         /*
2662          * Return if the number of cached and free pages cannot satisfy the
2663          * requested allocation.
2664          */
2665         count = vm_cnt.v_free_count + vm_cnt.v_cache_count;
2666         if (count < npages + vm_cnt.v_free_reserved || (count < npages +
2667             vm_cnt.v_interrupt_free_min && req_class == VM_ALLOC_SYSTEM) ||
2668             (count < npages && req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT))
2669                 return (false);
2670
2671         /*
2672          * Scan up to three times, relaxing the restrictions ("options") on
2673          * the reclamation of reservations and superpages each time.
2674          */
2675         for (options = VPSC_NORESERV;;) {
2676                 /*
2677                  * Find the highest runs that satisfy the given constraints
2678                  * and restrictions, and record them in "m_runs".
2679                  */
2680                 curr_low = low;
2681                 count = 0;
2682                 for (;;) {
2683                         m_run = vm_phys_scan_contig(npages, curr_low, high,
2684                             alignment, boundary, options);
2685                         if (m_run == NULL)
2686                                 break;
2687                         curr_low = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run) + ptoa(npages);
2688                         m_runs[RUN_INDEX(count)] = m_run;
2689                         count++;
2690                 }
2691
2692                 /*
2693                  * Reclaim the highest runs in LIFO (descending) order until
2694                  * the number of reclaimed pages, "reclaimed", is at least
2695                  * MIN_RECLAIM.  Reset "reclaimed" each time because each
2696                  * reclamation is idempotent, and runs will (likely) recur
2697                  * from one scan to the next as restrictions are relaxed.
2698                  */
2699                 reclaimed = 0;
2700                 for (i = 0; count > 0 && i < NRUNS; i++) {
2701                         count--;
2702                         m_run = m_runs[RUN_INDEX(count)];
2703                         error = vm_page_reclaim_run(req_class, npages, m_run,
2704                             high);
2705                         if (error == 0) {
2706                                 reclaimed += npages;
2707                                 if (reclaimed >= MIN_RECLAIM)
2708                                         return (true);
2709                         }
2710                 }
2711
2712                 /*
2713                  * Either relax the restrictions on the next scan or return if
2714                  * the last scan had no restrictions.
2715                  */
2716                 if (options == VPSC_NORESERV)
2717                         options = VPSC_NOSUPER;
2718                 else if (options == VPSC_NOSUPER)
2719                         options = VPSC_ANY;
2720                 else if (options == VPSC_ANY)
2721                         return (reclaimed != 0);
2722         }
2723 }
2724
2725 /*
2726  *      vm_wait:        (also see VM_WAIT macro)
2727  *
2728  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2729  *      - Called in various places before memory allocations.
2730  */
2731 void
2732 vm_wait(void)
2733 {
2734
2735         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2736         if (curproc == pageproc) {
2737                 vm_pageout_pages_needed = 1;
2738                 msleep(&vm_pageout_pages_needed, &vm_page_queue_free_mtx,
2739                     PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2740         } else {
2741                 if (!vm_pageout_wanted) {
2742                         vm_pageout_wanted = true;
2743                         wakeup(&vm_pageout_wanted);
2744                 }
2745                 vm_pages_needed = true;
2746                 msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PVM,
2747                     "vmwait", 0);
2748         }
2749 }
2750
2751 /*
2752  *      vm_waitpfault:  (also see VM_WAITPFAULT macro)
2753  *
2754  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2755  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
2756  *        can be easily tracked.
2757  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
2758  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
2759  *        this balance without careful testing first.
2760  */
2761 void
2762 vm_waitpfault(void)
2763 {
2764
2765         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
2766         if (!vm_pageout_wanted) {
2767                 vm_pageout_wanted = true;
2768                 wakeup(&vm_pageout_wanted);
2769         }
2770         vm_pages_needed = true;
2771         msleep(&vm_cnt.v_free_count, &vm_page_queue_free_mtx, PDROP | PUSER,
2772             "pfault", 0);
2773 }
2774
2775 struct vm_pagequeue *
2776 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
2777 {
2778
2779         return (&vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
2780 }
2781
2782 /*
2783  *      vm_page_dequeue:
2784  *
2785  *      Remove the given page from its current page queue.
2786  *
2787  *      The page must be locked.
2788  */
2789 void
2790 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
2791 {
2792         struct vm_pagequeue *pq;
2793
2794         vm_page_assert_locked(m);
2795         KASSERT(m->queue < PQ_COUNT, ("vm_page_dequeue: page %p is not queued",
2796             m));
2797         pq = vm_page_pagequeue(m);
2798         vm_pagequeue_lock(pq);
2799         m->queue = PQ_NONE;
2800         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2801         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2802         vm_pagequeue_unlock(pq);
2803 }
2804
2805 /*
2806  *      vm_page_dequeue_locked:
2807  *
2808  *      Remove the given page from its current page queue.
2809  *
2810  *      The page and page queue must be locked.
2811  */
2812 void
2813 vm_page_dequeue_locked(vm_page_t m)
2814 {
2815         struct vm_pagequeue *pq;
2816
2817         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2818         pq = vm_page_pagequeue(m);
2819         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2820         m->queue = PQ_NONE;
2821         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2822         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
2823 }
2824
2825 /*
2826  *      vm_page_enqueue:
2827  *
2828  *      Add the given page to the specified page queue.
2829  *
2830  *      The page must be locked.
2831  */
2832 static void
2833 vm_page_enqueue(uint8_t queue, vm_page_t m)
2834 {
2835         struct vm_pagequeue *pq;
2836
2837         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2838         KASSERT(queue < PQ_COUNT,
2839             ("vm_page_enqueue: invalid queue %u request for page %p",
2840             queue, m));
2841         pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
2842         vm_pagequeue_lock(pq);
2843         m->queue = queue;
2844         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2845         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
2846         vm_pagequeue_unlock(pq);
2847 }
2848
2849 /*
2850  *      vm_page_requeue:
2851  *
2852  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2853  *
2854  *      The page must be locked.
2855  */
2856 void
2857 vm_page_requeue(vm_page_t m)
2858 {
2859         struct vm_pagequeue *pq;
2860
2861         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2862         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2863             ("vm_page_requeue: page %p is not queued", m));
2864         pq = vm_page_pagequeue(m);
2865         vm_pagequeue_lock(pq);
2866         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2867         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2868         vm_pagequeue_unlock(pq);
2869 }
2870
2871 /*
2872  *      vm_page_requeue_locked:
2873  *
2874  *      Move the given page to the tail of its current page queue.
2875  *
2876  *      The page queue must be locked.
2877  */
2878 void
2879 vm_page_requeue_locked(vm_page_t m)
2880 {
2881         struct vm_pagequeue *pq;
2882
2883         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
2884             ("vm_page_requeue_locked: page %p is not queued", m));
2885         pq = vm_page_pagequeue(m);
2886         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
2887         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2888         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
2889 }
2890
2891 /*
2892  *      vm_page_activate:
2893  *
2894  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
2895  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
2896  *      mess with it.
2897  *
2898  *      The page must be locked.
2899  */
2900 void
2901 vm_page_activate(vm_page_t m)
2902 {
2903         int queue;
2904
2905         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2906         if ((queue = m->queue) != PQ_ACTIVE) {
2907                 if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2908                         if (m->act_count < ACT_INIT)
2909                                 m->act_count = ACT_INIT;
2910                         if (queue != PQ_NONE)
2911                                 vm_page_dequeue(m);
2912                         vm_page_enqueue(PQ_ACTIVE, m);
2913                 } else
2914                         KASSERT(queue == PQ_NONE,
2915                             ("vm_page_activate: wired page %p is queued", m));
2916         } else {
2917                 if (m->act_count < ACT_INIT)
2918                         m->act_count = ACT_INIT;
2919         }
2920 }
2921
2922 /*
2923  *      vm_page_free_wakeup:
2924  *
2925  *      Helper routine for vm_page_free_toq() and vm_page_cache().  This
2926  *      routine is called when a page has been added to the cache or free
2927  *      queues.
2928  *
2929  *      The page queues must be locked.
2930  */
2931 static inline void
2932 vm_page_free_wakeup(void)
2933 {
2934
2935         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2936         /*
2937          * if pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2938          * some free.
2939          */
2940         if (vm_pageout_pages_needed &&
2941             vm_cnt.v_cache_count + vm_cnt.v_free_count >= vm_cnt.v_pageout_free_min) {
2942                 wakeup(&vm_pageout_pages_needed);
2943                 vm_pageout_pages_needed = 0;
2944         }
2945         /*
2946          * wakeup processes that are waiting on memory if we hit a
2947          * high water mark. And wakeup scheduler process if we have
2948          * lots of memory. this process will swapin processes.
2949          */
2950         if (vm_pages_needed && !vm_page_count_min()) {
2951                 vm_pages_needed = false;
2952                 wakeup(&vm_cnt.v_free_count);
2953         }
2954 }
2955
2956 /*
2957  *      Turn a cached page into a free page, by changing its attributes.
2958  *      Keep the statistics up-to-date.
2959  *
2960  *      The free page queue must be locked.
2961  */
2962 static void
2963 vm_page_cache_turn_free(vm_page_t m)
2964 {
2965
2966         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
2967
2968         m->object = NULL;
2969         m->valid = 0;
2970         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) != 0,
2971             ("vm_page_cache_turn_free: page %p is not cached", m));
2972         m->flags &= ~PG_CACHED;
2973         vm_cnt.v_cache_count--;
2974         vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
2975 }
2976
2977 /*
2978  *      vm_page_free_toq:
2979  *
2980  *      Returns the given page to the free list,
2981  *      disassociating it with any VM object.
2982  *
2983  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
2984  */
2985 void
2986 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
2987 {
2988
2989         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
2990                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
2991                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
2992                     ("vm_page_free_toq: freeing mapped page %p", m));
2993         } else
2994                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
2995                     ("vm_page_free_toq: unmanaged page %p is queued", m));
2996         PCPU_INC(cnt.v_tfree);
2997
2998         if (vm_page_sbusied(m))
2999                 panic("vm_page_free: freeing busy page %p", m);
3000
3001         /*
3002          * Unqueue, then remove page.  Note that we cannot destroy
3003          * the page here because we do not want to call the pager's
3004          * callback routine until after we've put the page on the
3005          * appropriate free queue.
3006          */
3007         vm_page_remque(m);
3008         vm_page_remove(m);
3009
3010         /*
3011          * If fictitious remove object association and
3012          * return, otherwise delay object association removal.
3013          */
3014         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3015                 return;
3016         }
3017
3018         m->valid = 0;
3019         vm_page_undirty(m);
3020
3021         if (m->wire_count != 0)
3022                 panic("vm_page_free: freeing wired page %p", m);
3023         if (m->hold_count != 0) {
3024                 m->flags &= ~PG_ZERO;
3025                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
3026                     ("vm_page_free: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
3027                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
3028         } else {
3029                 /*
3030                  * Restore the default memory attribute to the page.
3031                  */
3032                 if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
3033                         pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
3034
3035                 /*
3036                  * Insert the page into the physical memory allocator's
3037                  * cache/free page queues.
3038                  */
3039                 mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
3040                 vm_phys_freecnt_adj(m, 1);
3041 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
3042                 if (!vm_reserv_free_page(m))
3043 #else
3044                 if (TRUE)
3045 #endif
3046                         vm_phys_free_pages(m, 0);
3047                 vm_page_free_wakeup();
3048                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
3049         }
3050 }
3051
3052 /*
3053  *      vm_page_wire:
3054  *
3055  *      Mark this page as wired down by yet
3056  *      another map, removing it from paging queues
3057  *      as necessary.
3058  *
3059  *      If the page is fictitious, then its wire count must remain one.
3060  *
3061  *      The page must be locked.
3062  */
3063 void
3064 vm_page_wire(vm_page_t m)
3065 {
3066
3067         /*
3068          * Only bump the wire statistics if the page is not already wired,
3069          * and only unqueue the page if it is on some queue (if it is unmanaged
3070          * it is already off the queues).
3071          */
3072         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
3073         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3074                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3075                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
3076                     m));
3077                 return;
3078         }
3079         if (m->wire_count == 0) {
3080                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
3081                     m->queue == PQ_NONE,
3082                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
3083                 vm_page_remque(m);
3084                 atomic_add_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
3085         }
3086         m->wire_count++;
3087         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
3088 }
3089
3090 /*
3091  * vm_page_unwire:
3092  *
3093  * Release one wiring of the specified page, potentially allowing it to be
3094  * paged out.  Returns TRUE if the number of wirings transitions to zero and
3095  * FALSE otherwise.
3096  *
3097  * Only managed pages belonging to an object can be paged out.  If the number
3098  * of wirings transitions to zero and the page is eligible for page out, then
3099  * the page is added to the specified paging queue (unless PQ_NONE is
3100  * specified).
3101  *
3102  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
3103  *
3104  * A managed page must be locked.
3105  */
3106 boolean_t
3107 vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue)
3108 {
3109
3110         KASSERT(queue < PQ_COUNT || queue == PQ_NONE,
3111             ("vm_page_unwire: invalid queue %u request for page %p",
3112             queue, m));
3113         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3114                 vm_page_assert_locked(m);
3115         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3116                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3117             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
3118                 return (FALSE);
3119         }
3120         if (m->wire_count > 0) {
3121                 m->wire_count--;
3122                 if (m->wire_count == 0) {
3123                         atomic_subtract_int(&vm_cnt.v_wire_count, 1);
3124                         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 &&
3125                             m->object != NULL && queue != PQ_NONE) {
3126                                 if (queue == PQ_INACTIVE)
3127                                         m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
3128                                 vm_page_enqueue(queue, m);
3129                         }
3130                         return (TRUE);
3131                 } else
3132                         return (FALSE);
3133         } else
3134                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
3135 }
3136
3137 /*
3138  * Move the specified page to the inactive queue.
3139  *
3140  * Many pages placed on the inactive queue should actually go
3141  * into the cache, but it is difficult to figure out which.  What
3142  * we do instead, if the inactive target is well met, is to put
3143  * clean pages at the head of the inactive queue instead of the tail.
3144  * This will cause them to be moved to the cache more quickly and
3145  * if not actively re-referenced, reclaimed more quickly.  If we just
3146  * stick these pages at the end of the inactive queue, heavy filesystem
3147  * meta-data accesses can cause an unnecessary paging load on memory bound
3148  * processes.  This optimization causes one-time-use metadata to be
3149  * reused more quickly.
3150  *
3151  * Normally noreuse is FALSE, resulting in LRU operation.  noreuse is set
3152  * to TRUE if we want this page to be 'as if it were placed in the cache',
3153  * except without unmapping it from the process address space.  In
3154  * practice this is implemented by inserting the page at the head of the
3155  * queue, using a marker page to guide FIFO insertion ordering.
3156  *
3157  * The page must be locked.
3158  */
3159 static inline void
3160 _vm_page_deactivate(vm_page_t m, boolean_t noreuse)
3161 {
3162         struct vm_pagequeue *pq;
3163         int queue;
3164
3165         vm_page_assert_locked(m);
3166
3167         /*
3168          * Ignore if the page is already inactive, unless it is unlikely to be
3169          * reactivated.
3170          */
3171         if ((queue = m->queue) == PQ_INACTIVE && !noreuse)
3172                 return;
3173         if (m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3174                 pq = &vm_phys_domain(m)->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE];
3175                 /* Avoid multiple acquisitions of the inactive queue lock. */
3176                 if (queue == PQ_INACTIVE) {
3177                         vm_pagequeue_lock(pq);
3178                         vm_page_dequeue_locked(m);
3179                 } else {
3180                         if (queue != PQ_NONE)
3181                                 vm_page_dequeue(m);
3182                         m->flags &= ~PG_WINATCFLS;
3183                         vm_pagequeue_lock(pq);
3184                 }
3185                 m->queue = PQ_INACTIVE;
3186                 if (noreuse)
3187                         TAILQ_INSERT_BEFORE(&vm_phys_domain(m)->vmd_inacthead,
3188                             m, plinks.q);
3189                 else
3190                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3191                 vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
3192                 vm_pagequeue_unlock(pq);
3193         }
3194 }
3195
3196 /*
3197  * Move the specified page to the inactive queue.
3198  *
3199  * The page must be locked.
3200  */
3201 void
3202 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
3203 {
3204
3205         _vm_page_deactivate(m, FALSE);
3206 }
3207
3208 /*
3209  * Move the specified page to the inactive queue with the expectation
3210  * that it is unlikely to be reused.
3211  *
3212  * The page must be locked.
3213  */
3214 void
3215 vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t m)
3216 {
3217
3218         _vm_page_deactivate(m, TRUE);
3219 }
3220
3221 /*
3222  * vm_page_try_to_cache:
3223  *
3224  * Returns 0 on failure, 1 on success
3225  */
3226 int
3227 vm_page_try_to_cache(vm_page_t m)
3228 {
3229
3230         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
3231         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3232         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
3233             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
3234                 return (0);
3235         pmap_remove_all(m);
3236         if (m->dirty)
3237                 return (0);
3238         vm_page_cache(m);
3239         return (1);
3240 }
3241
3242 /*
3243  * vm_page_try_to_free()
3244  *
3245  *      Attempt to free the page.  If we cannot free it, we do nothing.
3246  *      1 is returned on success, 0 on failure.
3247  */
3248 int
3249 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
3250 {
3251
3252         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
3253         if (m->object != NULL)
3254                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3255         if (m->dirty || m->hold_count || m->wire_count ||
3256             (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || vm_page_busied(m))
3257                 return (0);
3258         pmap_remove_all(m);
3259         if (m->dirty)
3260                 return (0);
3261         vm_page_free(m);
3262         return (1);
3263 }
3264
3265 /*
3266  * vm_page_cache
3267  *
3268  * Put the specified page onto the page cache queue (if appropriate).
3269  *
3270  * The object and page must be locked.
3271  */
3272 void
3273 vm_page_cache(vm_page_t m)
3274 {
3275         vm_object_t object;
3276         boolean_t cache_was_empty;
3277
3278         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
3279         object = m->object;
3280         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3281         if (vm_page_busied(m) || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) ||
3282             m->hold_count || m->wire_count)
3283                 panic("vm_page_cache: attempting to cache busy page");
3284         KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
3285             ("vm_page_cache: page %p is mapped", m));
3286         KASSERT(m->dirty == 0, ("vm_page_cache: page %p is dirty", m));
3287         if (m->valid == 0 || object->type == OBJT_DEFAULT ||
3288             (object->type == OBJT_SWAP &&
3289             !vm_pager_has_page(object, m->pindex, NULL, NULL))) {
3290                 /*
3291                  * Hypothesis: A cache-eligible page belonging to a
3292                  * default object or swap object but without a backing
3293                  * store must be zero filled.
3294                  */
3295                 vm_page_free(m);
3296                 return;
3297         }
3298         KASSERT((m->flags & PG_CACHED) == 0,
3299             ("vm_page_cache: page %p is already cached", m));
3300
3301         /*
3302          * Remove the page from the paging queues.
3303          */
3304         vm_page_remque(m);
3305
3306         /*
3307          * Remove the page from the object's collection of resident
3308          * pages.
3309          */
3310         vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
3311         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
3312         object->resident_page_count--;
3313
3314         /*
3315          * Restore the default memory attribute to the page.
3316          */
3317         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
3318                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
3319
3320         /*
3321          * Insert the page into the object's collection of cached pages
3322          * and the physical memory allocator's cache/free page queues.
3323          */
3324         m->flags &= ~PG_ZERO;
3325         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
3326         cache_was_empty = vm_radix_is_empty(&object->cache);
3327         if (vm_radix_insert(&object->cache, m)) {
3328                 mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
3329                 if (object->type == OBJT_VNODE &&
3330                     object->resident_page_count == 0)
3331                         vdrop(object->handle);
3332                 m->object = NULL;
3333                 vm_page_free(m);
3334                 return;
3335         }
3336
3337         /*
3338          * The above call to vm_radix_insert() could reclaim the one pre-
3339          * existing cached page from this object, resulting in a call to
3340          * vdrop().
3341          */
3342         if (!cache_was_empty)
3343                 cache_was_empty = vm_radix_is_singleton(&object->cache);
3344
3345         m->flags |= PG_CACHED;
3346         vm_cnt.v_cache_count++;
3347         PCPU_INC(cnt.v_tcached);
3348 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
3349         if (!vm_reserv_free_page(m)) {
3350 #else
3351         if (TRUE) {
3352 #endif
3353                 vm_phys_free_pages(m, 0);
3354         }
3355         vm_page_free_wakeup();
3356         mtx_unlock(&vm_page_queue_free_mtx);
3357
3358         /*
3359          * Increment the vnode's hold count if this is the object's only
3360          * cached page.  Decrement the vnode's hold count if this was
3361          * the object's only resident page.
3362          */
3363         if (object->type == OBJT_VNODE) {
3364                 if (cache_was_empty && object->resident_page_count != 0)
3365                         vhold(object->handle);
3366                 else if (!cache_was_empty && object->resident_page_count == 0)
3367                         vdrop(object->handle);
3368         }
3369 }
3370
3371 /*
3372  * vm_page_advise
3373  *
3374  *      Deactivate or do nothing, as appropriate.
3375  *
3376  *      The object and page must be locked.
3377  */
3378 void
3379 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
3380 {
3381
3382         vm_page_assert_locked(m);
3383         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3384         if (advice == MADV_FREE)
3385                 /*
3386                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
3387                  * up by the system.  However, such pages are often reused
3388                  * quickly by malloc() so we do not do anything that would
3389                  * cause a page fault if we can help it.
3390                  *
3391                  * Specifically, we do not try to actually free the page now
3392                  * nor do we try to put it in the cache (which would cause a
3393                  * page fault on reuse).
3394                  *
3395                  * But we do make the page as freeable as we can without
3396                  * actually taking the step of unmapping it.
3397                  */
3398                 vm_page_undirty(m);
3399         else if (advice != MADV_DONTNEED)
3400                 return;
3401
3402         /*
3403          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
3404          * immediately reactivate the page.
3405          */
3406         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
3407
3408         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
3409                 vm_page_dirty(m);
3410
3411         /*
3412          * Place clean pages near the head of the inactive queue rather than
3413          * the tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that
3414          * the page will be reused quickly.  Dirty pages are given a chance to
3415          * cycle once through the inactive queue before becoming eligible for
3416          * laundering.
3417          */
3418         _vm_page_deactivate(m, m->dirty == 0);
3419 }
3420
3421 /*
3422  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
3423  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
3424  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
3425  * and then conditionally zero it.
3426  *
3427  * This routine may sleep.
3428  *
3429  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
3430  * and reacquired if the routine sleeps.
3431  */
3432 vm_page_t
3433 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
3434 {
3435         vm_page_t m;
3436         int sleep;
3437
3438         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3439         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3440             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3441             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
3442 retrylookup:
3443         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
3444                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3445                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3446                 if (sleep) {
3447                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3448                                 return (NULL);
3449                         /*
3450                          * Reference the page before unlocking and
3451                          * sleeping so that the page daemon is less
3452                          * likely to reclaim it.
3453                          */
3454                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3455                         vm_page_lock(m);
3456                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3457                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt", (allocflags &
3458                             VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3459                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3460                         goto retrylookup;
3461                 } else {
3462                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3463                                 vm_page_lock(m);
3464                                 vm_page_wire(m);
3465                                 vm_page_unlock(m);
3466                         }
3467                         if ((allocflags &
3468                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3469                                 vm_page_xbusy(m);
3470                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3471                                 vm_page_sbusy(m);
3472                         return (m);
3473                 }
3474         }
3475         m = vm_page_alloc(object, pindex, allocflags);
3476         if (m == NULL) {
3477                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3478                         return (NULL);
3479                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3480                 VM_WAIT;
3481                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3482                 goto retrylookup;
3483         } else if (m->valid != 0)
3484                 return (m);
3485         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
3486                 pmap_zero_page(m);
3487         return (m);
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
3492  *
3493  * Inputs are required to range within a page.
3494  */
3495 vm_page_bits_t
3496 vm_page_bits(int base, int size)
3497 {
3498         int first_bit;
3499         int last_bit;
3500
3501         KASSERT(
3502             base + size <= PAGE_SIZE,
3503             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
3504         );
3505
3506         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
3507                 return (0);
3508
3509         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
3510         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
3511
3512         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
3513             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
3514 }
3515
3516 /*
3517  *      vm_page_set_valid_range:
3518  *
3519  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
3520  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3521  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3522  *      such chunks will be zeroed.
3523  *
3524  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3525  */
3526 void
3527 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
3528 {
3529         int endoff, frag;
3530
3531         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3532         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3533                 return;
3534
3535         /*
3536          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3537          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3538          * first block.
3539          */
3540         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
3541             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3542                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3543
3544         /*
3545          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3546          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3547          * the last block.
3548          */
3549         endoff = base + size;
3550         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
3551             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3552                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3553                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3554
3555         /*
3556          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
3557          * is already dirty.
3558          */
3559         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
3560             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
3561
3562         /*
3563          * Set valid bits inclusive of any overlap.
3564          */
3565         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
3566 }
3567
3568 /*
3569  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
3570  */
3571 static __inline void
3572 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
3573 {
3574         uintptr_t addr;
3575 #if PAGE_SIZE < 16384
3576         int shift;
3577 #endif
3578
3579         /*
3580          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
3581          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
3582          * set by a concurrent pmap operation.
3583          */
3584         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3585         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
3586                 m->dirty &= ~pagebits;
3587         else {
3588                 /*
3589                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
3590                  * holding a distinguished lock.  The combination of
3591                  * the object's lock and an atomic operation suffice
3592                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
3593                  *
3594                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
3595                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
3596                  * alignment is needed. Only require existence of
3597                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
3598                  */
3599                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
3600 #if PAGE_SIZE == 32768
3601                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
3602 #elif PAGE_SIZE == 16384
3603                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
3604 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
3605                 /*
3606                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
3607                  * containing aligned word, to not depend on the existence
3608                  * of atomic_clear_{8, 16}.
3609                  */
3610                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
3611 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
3612                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
3613 #else
3614                 shift *= NBBY;
3615 #endif
3616                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
3617                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
3618 #endif          /* PAGE_SIZE */
3619         }
3620 }
3621
3622 /*
3623  *      vm_page_set_validclean:
3624  *
3625  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
3626  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
3627  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
3628  *      such chunks will be zero'd.
3629  *
3630  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
3631  */
3632 void
3633 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
3634 {
3635         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
3636         int endoff, frag;
3637
3638         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3639         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
3640                 return;
3641
3642         /*
3643          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
3644          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
3645          * first block.
3646          */
3647         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
3648             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3649                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
3650
3651         /*
3652          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
3653          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
3654          * the last block.
3655          */
3656         endoff = base + size;
3657         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
3658             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
3659                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
3660                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
3661
3662         /*
3663          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
3664          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
3665          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
3666          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
3667          * be set again.
3668          *
3669          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
3670          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
3671          * the range.
3672          */
3673         oldvalid = m->valid;
3674         pagebits = vm_page_bits(base, size);
3675         m->valid |= pagebits;
3676 #if 0   /* NOT YET */
3677         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
3678                 frag = DEV_BSIZE - frag;
3679                 base += frag;
3680                 size -= frag;
3681                 if (size < 0)
3682                         size = 0;
3683         }
3684         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
3685 #endif
3686         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
3687                 /*
3688                  * The page can only be modified within the pmap if it is
3689                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
3690                  * fully valid.
3691                  */
3692                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
3693                         /*
3694                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
3695                          * a concurrent pmap operation, such as
3696                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
3697                          * pmap and set the dirty field on the page before
3698                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
3699                          * field was cleared here.
3700                          */
3701                         pmap_clear_modify(m);
3702                 m->dirty = 0;
3703                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
3704         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3705                 m->dirty &= ~pagebits;
3706         else
3707                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
3708 }
3709
3710 void
3711 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
3712 {
3713
3714         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
3715 }
3716
3717 /*
3718  *      vm_page_set_invalid:
3719  *
3720  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
3721  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
3722  */
3723 void
3724 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
3725 {
3726         vm_page_bits_t bits;
3727         vm_object_t object;
3728
3729         object = m->object;
3730         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3731         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
3732             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
3733                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
3734         else
3735                 bits = vm_page_bits(base, size);
3736         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
3737             bits != 0)
3738                 pmap_remove_all(m);
3739         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
3740             !pmap_page_is_mapped(m),
3741             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
3742         m->valid &= ~bits;
3743         m->dirty &= ~bits;
3744 }
3745
3746 /*
3747  * vm_page_zero_invalid()
3748  *
3749  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain
3750  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
3751  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
3752  *      page so user code sees what it expects.
3753  *
3754  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped
3755  *      into memory and the file's size is not page aligned.
3756  */
3757 void
3758 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
3759 {
3760         int b;
3761         int i;
3762
3763         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3764         /*
3765          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
3766          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
3767          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
3768          * vm_page_set_validclean().
3769          */
3770         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
3771                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) ||
3772                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
3773                         if (i > b) {
3774                                 pmap_zero_page_area(m,
3775                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
3776                         }
3777                         b = i + 1;
3778                 }
3779         }
3780
3781         /*
3782          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
3783          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
3784          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
3785          */
3786         if (setvalid)
3787                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
3788 }
3789
3790 /*
3791  *      vm_page_is_valid:
3792  *
3793  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
3794  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
3795  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
3796  */
3797 int
3798 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
3799 {
3800         vm_page_bits_t bits;
3801
3802         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3803         bits = vm_page_bits(base, size);
3804         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
3805 }
3806
3807 /*
3808  *      vm_page_ps_is_valid:
3809  *
3810  *      Returns TRUE if the entire (super)page is valid and FALSE otherwise.
3811  */
3812 boolean_t
3813 vm_page_ps_is_valid(vm_page_t m)
3814 {
3815         int i, npages;
3816
3817         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3818         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
3819
3820         /*
3821          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
3822          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
3823          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
3824          */
3825         for (i = 0; i < npages; i++) {
3826                 if (m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
3827                         return (FALSE);
3828         }
3829         return (TRUE);
3830 }
3831
3832 /*
3833  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
3834  */
3835 void
3836 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
3837 {
3838
3839         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3840         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
3841                 vm_page_dirty(m);
3842 }
3843
3844 void
3845 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3846 {
3847
3848         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3849 }
3850
3851 void
3852 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3853 {
3854
3855         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
3856 }
3857
3858 int
3859 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3860 {
3861
3862         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
3863 }
3864
3865 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
3866 void
3867 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
3868 {
3869
3870         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
3871 }
3872
3873 void
3874 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
3875 {
3876
3877         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
3878 }
3879 #endif
3880
3881 #ifdef INVARIANTS
3882 void
3883 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
3884 {
3885
3886         /*
3887          * Certain of the page's fields may only be modified by the
3888          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
3889          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
3890          * not recorded, and thus cannot be checked here.
3891          */
3892         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
3893                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3894 }
3895
3896 void
3897 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
3898 {
3899
3900         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
3901                 return;
3902
3903         /*
3904          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
3905          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
3906          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
3907          */
3908         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3909             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
3910         if (!vm_page_xbusied(m))
3911                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
3912 }
3913 #endif
3914
3915 #include "opt_ddb.h"
3916 #ifdef DDB
3917 #include <sys/kernel.h>
3918
3919 #include <ddb/ddb.h>
3920
3921 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
3922 {
3923         db_printf("vm_cnt.v_free_count: %d\n", vm_cnt.v_free_count);
3924         db_printf("vm_cnt.v_cache_count: %d\n", vm_cnt.v_cache_count);
3925         db_printf("vm_cnt.v_inactive_count: %d\n", vm_cnt.v_inactive_count);
3926         db_printf("vm_cnt.v_active_count: %d\n", vm_cnt.v_active_count);
3927         db_printf("vm_cnt.v_wire_count: %d\n", vm_cnt.v_wire_count);
3928         db_printf("vm_cnt.v_free_reserved: %d\n", vm_cnt.v_free_reserved);
3929         db_printf("vm_cnt.v_free_min: %d\n", vm_cnt.v_free_min);
3930         db_printf("vm_cnt.v_free_target: %d\n", vm_cnt.v_free_target);
3931         db_printf("vm_cnt.v_inactive_target: %d\n", vm_cnt.v_inactive_target);
3932 }
3933
3934 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
3935 {
3936         int dom;
3937
3938         db_printf("pq_free %d pq_cache %d\n",
3939             vm_cnt.v_free_count, vm_cnt.v_cache_count);
3940         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
3941                 db_printf("dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d\n",
3942                     dom,
3943                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
3944                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
3945                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
3946                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt);
3947         }
3948 }
3949
3950 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
3951 {
3952         vm_page_t m;
3953         boolean_t phys;
3954
3955         if (!have_addr) {
3956                 db_printf("show pginfo addr\n");
3957                 return;
3958         }
3959
3960         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
3961         if (phys)
3962                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
3963         else
3964                 m = (vm_page_t)addr;
3965         db_printf(
3966     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
3967     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
3968             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
3969             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
3970             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
3971 }
3972 #endif /* DDB */