]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/vm/vm_page.c
Fix regression in r331368, that broke dumping of UMA startup pages
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / vm / vm_page.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: (BSD-3-Clause AND MIT-CMU)
3  *
4  * Copyright (c) 1991 Regents of the University of California.
5  * All rights reserved.
6  * Copyright (c) 1998 Matthew Dillon.  All Rights Reserved.
7  *
8  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
9  * The Mach Operating System project at Carnegie-Mellon University.
10  *
11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
12  * modification, are permitted provided that the following conditions
13  * are met:
14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
19  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
20  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
21  *    without specific prior written permission.
22  *
23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
24  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
25  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
26  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
27  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
28  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
29  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
33  * SUCH DAMAGE.
34  *
35  *      from: @(#)vm_page.c     7.4 (Berkeley) 5/7/91
36  */
37
38 /*-
39  * Copyright (c) 1987, 1990 Carnegie-Mellon University.
40  * All rights reserved.
41  *
42  * Authors: Avadis Tevanian, Jr., Michael Wayne Young
43  *
44  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and
45  * its documentation is hereby granted, provided that both the copyright
46  * notice and this permission notice appear in all copies of the
47  * software, derivative works or modified versions, and any portions
48  * thereof, and that both notices appear in supporting documentation.
49  *
50  * CARNEGIE MELLON ALLOWS FREE USE OF THIS SOFTWARE IN ITS "AS IS"
51  * CONDITION.  CARNEGIE MELLON DISCLAIMS ANY LIABILITY OF ANY KIND
52  * FOR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM THE USE OF THIS SOFTWARE.
53  *
54  * Carnegie Mellon requests users of this software to return to
55  *
56  *  Software Distribution Coordinator  or  Software.Distribution@CS.CMU.EDU
57  *  School of Computer Science
58  *  Carnegie Mellon University
59  *  Pittsburgh PA 15213-3890
60  *
61  * any improvements or extensions that they make and grant Carnegie the
62  * rights to redistribute these changes.
63  */
64
65 /*
66  *                      GENERAL RULES ON VM_PAGE MANIPULATION
67  *
68  *      - A page queue lock is required when adding or removing a page from a
69  *        page queue regardless of other locks or the busy state of a page.
70  *
71  *              * In general, no thread besides the page daemon can acquire or
72  *                hold more than one page queue lock at a time.
73  *
74  *              * The page daemon can acquire and hold any pair of page queue
75  *                locks in any order.
76  *
77  *      - The object lock is required when inserting or removing
78  *        pages from an object (vm_page_insert() or vm_page_remove()).
79  *
80  */
81
82 /*
83  *      Resident memory management module.
84  */
85
86 #include <sys/cdefs.h>
87 __FBSDID("$FreeBSD$");
88
89 #include "opt_vm.h"
90
91 #include <sys/param.h>
92 #include <sys/systm.h>
93 #include <sys/lock.h>
94 #include <sys/domainset.h>
95 #include <sys/kernel.h>
96 #include <sys/limits.h>
97 #include <sys/linker.h>
98 #include <sys/malloc.h>
99 #include <sys/mman.h>
100 #include <sys/msgbuf.h>
101 #include <sys/mutex.h>
102 #include <sys/proc.h>
103 #include <sys/rwlock.h>
104 #include <sys/sbuf.h>
105 #include <sys/sched.h>
106 #include <sys/smp.h>
107 #include <sys/sysctl.h>
108 #include <sys/vmmeter.h>
109 #include <sys/vnode.h>
110
111 #include <vm/vm.h>
112 #include <vm/pmap.h>
113 #include <vm/vm_param.h>
114 #include <vm/vm_domainset.h>
115 #include <vm/vm_kern.h>
116 #include <vm/vm_map.h>
117 #include <vm/vm_object.h>
118 #include <vm/vm_page.h>
119 #include <vm/vm_pageout.h>
120 #include <vm/vm_phys.h>
121 #include <vm/vm_pagequeue.h>
122 #include <vm/vm_pager.h>
123 #include <vm/vm_radix.h>
124 #include <vm/vm_reserv.h>
125 #include <vm/vm_extern.h>
126 #include <vm/uma.h>
127 #include <vm/uma_int.h>
128
129 #include <machine/md_var.h>
130
131 extern int      uma_startup_count(int);
132 extern void     uma_startup(void *, int);
133 extern int      vmem_startup_count(void);
134
135 struct vm_domain vm_dom[MAXMEMDOM];
136
137 DPCPU_DEFINE_STATIC(struct vm_batchqueue, pqbatch[MAXMEMDOM][PQ_COUNT]);
138
139 struct mtx_padalign __exclusive_cache_line pa_lock[PA_LOCK_COUNT];
140
141 struct mtx_padalign __exclusive_cache_line vm_domainset_lock;
142 /* The following fields are protected by the domainset lock. */
143 domainset_t __exclusive_cache_line vm_min_domains;
144 domainset_t __exclusive_cache_line vm_severe_domains;
145 static int vm_min_waiters;
146 static int vm_severe_waiters;
147 static int vm_pageproc_waiters;
148
149 /*
150  * bogus page -- for I/O to/from partially complete buffers,
151  * or for paging into sparsely invalid regions.
152  */
153 vm_page_t bogus_page;
154
155 vm_page_t vm_page_array;
156 long vm_page_array_size;
157 long first_page;
158
159 static int boot_pages;
160 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, boot_pages, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
161     &boot_pages, 0,
162     "number of pages allocated for bootstrapping the VM system");
163
164 static int pa_tryrelock_restart;
165 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, tryrelock_restart, CTLFLAG_RD,
166     &pa_tryrelock_restart, 0, "Number of tryrelock restarts");
167
168 static TAILQ_HEAD(, vm_page) blacklist_head;
169 static int sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
170 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, page_blacklist, CTLTYPE_STRING | CTLFLAG_RD |
171     CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0, sysctl_vm_page_blacklist, "A", "Blacklist pages");
172
173 static uma_zone_t fakepg_zone;
174
175 static void vm_page_alloc_check(vm_page_t m);
176 static void vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits);
177 static void vm_page_dequeue_complete(vm_page_t m);
178 static void vm_page_enqueue(vm_page_t m, uint8_t queue);
179 static void vm_page_init(void *dummy);
180 static int vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object,
181     vm_pindex_t pindex, vm_page_t mpred);
182 static void vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object,
183     vm_page_t mpred);
184 static int vm_page_reclaim_run(int req_class, int domain, u_long npages,
185     vm_page_t m_run, vm_paddr_t high);
186 static int vm_domain_alloc_fail(struct vm_domain *vmd, vm_object_t object,
187     int req);
188 static int vm_page_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain,
189     int flags);
190 static void vm_page_release(void *arg, void **store, int cnt);
191
192 SYSINIT(vm_page, SI_SUB_VM, SI_ORDER_SECOND, vm_page_init, NULL);
193
194 static void
195 vm_page_init(void *dummy)
196 {
197
198         fakepg_zone = uma_zcreate("fakepg", sizeof(struct vm_page), NULL, NULL,
199             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE | UMA_ZONE_VM);
200         bogus_page = vm_page_alloc(NULL, 0, VM_ALLOC_NOOBJ |
201             VM_ALLOC_NORMAL | VM_ALLOC_WIRED);
202 }
203
204 /*
205  * The cache page zone is initialized later since we need to be able to allocate
206  * pages before UMA is fully initialized.
207  */
208 static void
209 vm_page_init_cache_zones(void *dummy __unused)
210 {
211         struct vm_domain *vmd;
212         int i;
213
214         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++) {
215                 vmd = VM_DOMAIN(i);
216                 /*
217                  * Don't allow the page cache to take up more than .25% of
218                  * memory.
219                  */
220                 if (vmd->vmd_page_count / 400 < 256 * mp_ncpus)
221                         continue;
222                 vmd->vmd_pgcache = uma_zcache_create("vm pgcache",
223                     sizeof(struct vm_page), NULL, NULL, NULL, NULL,
224                     vm_page_import, vm_page_release, vmd,
225                     UMA_ZONE_NOBUCKETCACHE | UMA_ZONE_MAXBUCKET | UMA_ZONE_VM);
226         }
227 }
228 SYSINIT(vm_page2, SI_SUB_VM_CONF, SI_ORDER_ANY, vm_page_init_cache_zones, NULL);
229
230 /* Make sure that u_long is at least 64 bits when PAGE_SIZE is 32K. */
231 #if PAGE_SIZE == 32768
232 #ifdef CTASSERT
233 CTASSERT(sizeof(u_long) >= 8);
234 #endif
235 #endif
236
237 /*
238  * Try to acquire a physical address lock while a pmap is locked.  If we
239  * fail to trylock we unlock and lock the pmap directly and cache the
240  * locked pa in *locked.  The caller should then restart their loop in case
241  * the virtual to physical mapping has changed.
242  */
243 int
244 vm_page_pa_tryrelock(pmap_t pmap, vm_paddr_t pa, vm_paddr_t *locked)
245 {
246         vm_paddr_t lockpa;
247
248         lockpa = *locked;
249         *locked = pa;
250         if (lockpa) {
251                 PA_LOCK_ASSERT(lockpa, MA_OWNED);
252                 if (PA_LOCKPTR(pa) == PA_LOCKPTR(lockpa))
253                         return (0);
254                 PA_UNLOCK(lockpa);
255         }
256         if (PA_TRYLOCK(pa))
257                 return (0);
258         PMAP_UNLOCK(pmap);
259         atomic_add_int(&pa_tryrelock_restart, 1);
260         PA_LOCK(pa);
261         PMAP_LOCK(pmap);
262         return (EAGAIN);
263 }
264
265 /*
266  *      vm_set_page_size:
267  *
268  *      Sets the page size, perhaps based upon the memory
269  *      size.  Must be called before any use of page-size
270  *      dependent functions.
271  */
272 void
273 vm_set_page_size(void)
274 {
275         if (vm_cnt.v_page_size == 0)
276                 vm_cnt.v_page_size = PAGE_SIZE;
277         if (((vm_cnt.v_page_size - 1) & vm_cnt.v_page_size) != 0)
278                 panic("vm_set_page_size: page size not a power of two");
279 }
280
281 /*
282  *      vm_page_blacklist_next:
283  *
284  *      Find the next entry in the provided string of blacklist
285  *      addresses.  Entries are separated by space, comma, or newline.
286  *      If an invalid integer is encountered then the rest of the
287  *      string is skipped.  Updates the list pointer to the next
288  *      character, or NULL if the string is exhausted or invalid.
289  */
290 static vm_paddr_t
291 vm_page_blacklist_next(char **list, char *end)
292 {
293         vm_paddr_t bad;
294         char *cp, *pos;
295
296         if (list == NULL || *list == NULL)
297                 return (0);
298         if (**list =='\0') {
299                 *list = NULL;
300                 return (0);
301         }
302
303         /*
304          * If there's no end pointer then the buffer is coming from
305          * the kenv and we know it's null-terminated.
306          */
307         if (end == NULL)
308                 end = *list + strlen(*list);
309
310         /* Ensure that strtoq() won't walk off the end */
311         if (*end != '\0') {
312                 if (*end == '\n' || *end == ' ' || *end  == ',')
313                         *end = '\0';
314                 else {
315                         printf("Blacklist not terminated, skipping\n");
316                         *list = NULL;
317                         return (0);
318                 }
319         }
320
321         for (pos = *list; *pos != '\0'; pos = cp) {
322                 bad = strtoq(pos, &cp, 0);
323                 if (*cp == '\0' || *cp == ' ' || *cp == ',' || *cp == '\n') {
324                         if (bad == 0) {
325                                 if (++cp < end)
326                                         continue;
327                                 else
328                                         break;
329                         }
330                 } else
331                         break;
332                 if (*cp == '\0' || ++cp >= end)
333                         *list = NULL;
334                 else
335                         *list = cp;
336                 return (trunc_page(bad));
337         }
338         printf("Garbage in RAM blacklist, skipping\n");
339         *list = NULL;
340         return (0);
341 }
342
343 bool
344 vm_page_blacklist_add(vm_paddr_t pa, bool verbose)
345 {
346         struct vm_domain *vmd;
347         vm_page_t m;
348         int ret;
349
350         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
351         if (m == NULL)
352                 return (true); /* page does not exist, no failure */
353
354         vmd = vm_pagequeue_domain(m);
355         vm_domain_free_lock(vmd);
356         ret = vm_phys_unfree_page(m);
357         vm_domain_free_unlock(vmd);
358         if (ret != 0) {
359                 vm_domain_freecnt_inc(vmd, -1);
360                 TAILQ_INSERT_TAIL(&blacklist_head, m, listq);
361                 if (verbose)
362                         printf("Skipping page with pa 0x%jx\n", (uintmax_t)pa);
363         }
364         return (ret);
365 }
366
367 /*
368  *      vm_page_blacklist_check:
369  *
370  *      Iterate through the provided string of blacklist addresses, pulling
371  *      each entry out of the physical allocator free list and putting it
372  *      onto a list for reporting via the vm.page_blacklist sysctl.
373  */
374 static void
375 vm_page_blacklist_check(char *list, char *end)
376 {
377         vm_paddr_t pa;
378         char *next;
379
380         next = list;
381         while (next != NULL) {
382                 if ((pa = vm_page_blacklist_next(&next, end)) == 0)
383                         continue;
384                 vm_page_blacklist_add(pa, bootverbose);
385         }
386 }
387
388 /*
389  *      vm_page_blacklist_load:
390  *
391  *      Search for a special module named "ram_blacklist".  It'll be a
392  *      plain text file provided by the user via the loader directive
393  *      of the same name.
394  */
395 static void
396 vm_page_blacklist_load(char **list, char **end)
397 {
398         void *mod;
399         u_char *ptr;
400         u_int len;
401
402         mod = NULL;
403         ptr = NULL;
404
405         mod = preload_search_by_type("ram_blacklist");
406         if (mod != NULL) {
407                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
408                 len = preload_fetch_size(mod);
409         }
410         *list = ptr;
411         if (ptr != NULL)
412                 *end = ptr + len;
413         else
414                 *end = NULL;
415         return;
416 }
417
418 static int
419 sysctl_vm_page_blacklist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
420 {
421         vm_page_t m;
422         struct sbuf sbuf;
423         int error, first;
424
425         first = 1;
426         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
427         if (error != 0)
428                 return (error);
429         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
430         TAILQ_FOREACH(m, &blacklist_head, listq) {
431                 sbuf_printf(&sbuf, "%s%#jx", first ? "" : ",",
432                     (uintmax_t)m->phys_addr);
433                 first = 0;
434         }
435         error = sbuf_finish(&sbuf);
436         sbuf_delete(&sbuf);
437         return (error);
438 }
439
440 /*
441  * Initialize a dummy page for use in scans of the specified paging queue.
442  * In principle, this function only needs to set the flag PG_MARKER.
443  * Nonetheless, it write busies and initializes the hold count to one as
444  * safety precautions.
445  */
446 static void
447 vm_page_init_marker(vm_page_t marker, int queue, uint8_t aflags)
448 {
449
450         bzero(marker, sizeof(*marker));
451         marker->flags = PG_MARKER;
452         marker->aflags = aflags;
453         marker->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
454         marker->queue = queue;
455         marker->hold_count = 1;
456 }
457
458 static void
459 vm_page_domain_init(int domain)
460 {
461         struct vm_domain *vmd;
462         struct vm_pagequeue *pq;
463         int i;
464
465         vmd = VM_DOMAIN(domain);
466         bzero(vmd, sizeof(*vmd));
467         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_name) =
468             "vm inactive pagequeue";
469         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_name) =
470             "vm active pagequeue";
471         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_name) =
472             "vm laundry pagequeue";
473         *__DECONST(char **, &vmd->vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_name) =
474             "vm unswappable pagequeue";
475         vmd->vmd_domain = domain;
476         vmd->vmd_page_count = 0;
477         vmd->vmd_free_count = 0;
478         vmd->vmd_segs = 0;
479         vmd->vmd_oom = FALSE;
480         for (i = 0; i < PQ_COUNT; i++) {
481                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[i];
482                 TAILQ_INIT(&pq->pq_pl);
483                 mtx_init(&pq->pq_mutex, pq->pq_name, "vm pagequeue",
484                     MTX_DEF | MTX_DUPOK);
485                 pq->pq_pdpages = 0;
486                 vm_page_init_marker(&vmd->vmd_markers[i], i, 0);
487         }
488         mtx_init(&vmd->vmd_free_mtx, "vm page free queue", NULL, MTX_DEF);
489         mtx_init(&vmd->vmd_pageout_mtx, "vm pageout lock", NULL, MTX_DEF);
490         snprintf(vmd->vmd_name, sizeof(vmd->vmd_name), "%d", domain);
491
492         /*
493          * inacthead is used to provide FIFO ordering for LRU-bypassing
494          * insertions.
495          */
496         vm_page_init_marker(&vmd->vmd_inacthead, PQ_INACTIVE, PGA_ENQUEUED);
497         TAILQ_INSERT_HEAD(&vmd->vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_pl,
498             &vmd->vmd_inacthead, plinks.q);
499
500         /*
501          * The clock pages are used to implement active queue scanning without
502          * requeues.  Scans start at clock[0], which is advanced after the scan
503          * ends.  When the two clock hands meet, they are reset and scanning
504          * resumes from the head of the queue.
505          */
506         vm_page_init_marker(&vmd->vmd_clock[0], PQ_ACTIVE, PGA_ENQUEUED);
507         vm_page_init_marker(&vmd->vmd_clock[1], PQ_ACTIVE, PGA_ENQUEUED);
508         TAILQ_INSERT_HEAD(&vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_pl,
509             &vmd->vmd_clock[0], plinks.q);
510         TAILQ_INSERT_TAIL(&vmd->vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_pl,
511             &vmd->vmd_clock[1], plinks.q);
512 }
513
514 /*
515  * Initialize a physical page in preparation for adding it to the free
516  * lists.
517  */
518 static void
519 vm_page_init_page(vm_page_t m, vm_paddr_t pa, int segind)
520 {
521
522         m->object = NULL;
523         m->wire_count = 0;
524         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
525         m->hold_count = 0;
526         m->flags = m->aflags = 0;
527         m->phys_addr = pa;
528         m->queue = PQ_NONE;
529         m->psind = 0;
530         m->segind = segind;
531         m->order = VM_NFREEORDER;
532         m->pool = VM_FREEPOOL_DEFAULT;
533         m->valid = m->dirty = 0;
534         pmap_page_init(m);
535 }
536
537 /*
538  *      vm_page_startup:
539  *
540  *      Initializes the resident memory module.  Allocates physical memory for
541  *      bootstrapping UMA and some data structures that are used to manage
542  *      physical pages.  Initializes these structures, and populates the free
543  *      page queues.
544  */
545 vm_offset_t
546 vm_page_startup(vm_offset_t vaddr)
547 {
548         struct vm_phys_seg *seg;
549         vm_page_t m;
550         char *list, *listend;
551         vm_offset_t mapped;
552         vm_paddr_t end, high_avail, low_avail, new_end, page_range, size;
553         vm_paddr_t biggestsize, last_pa, pa;
554         u_long pagecount;
555         int biggestone, i, segind;
556 #ifdef WITNESS
557         int witness_size;
558 #endif
559 #if defined(__i386__) && defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
560         long ii;
561 #endif
562
563         biggestsize = 0;
564         biggestone = 0;
565         vaddr = round_page(vaddr);
566
567         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
568                 phys_avail[i] = round_page(phys_avail[i]);
569                 phys_avail[i + 1] = trunc_page(phys_avail[i + 1]);
570         }
571         for (i = 0; phys_avail[i + 1]; i += 2) {
572                 size = phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
573                 if (size > biggestsize) {
574                         biggestone = i;
575                         biggestsize = size;
576                 }
577         }
578
579         end = phys_avail[biggestone+1];
580
581         /*
582          * Initialize the page and queue locks.
583          */
584         mtx_init(&vm_domainset_lock, "vm domainset lock", NULL, MTX_DEF);
585         for (i = 0; i < PA_LOCK_COUNT; i++)
586                 mtx_init(&pa_lock[i], "vm page", NULL, MTX_DEF);
587         for (i = 0; i < vm_ndomains; i++)
588                 vm_page_domain_init(i);
589
590         /*
591          * Allocate memory for use when boot strapping the kernel memory
592          * allocator.  Tell UMA how many zones we are going to create
593          * before going fully functional.  UMA will add its zones.
594          *
595          * VM startup zones: vmem, vmem_btag, VM OBJECT, RADIX NODE, MAP,
596          * KMAP ENTRY, MAP ENTRY, VMSPACE.
597          */
598         boot_pages = uma_startup_count(8);
599
600 #ifndef UMA_MD_SMALL_ALLOC
601         /* vmem_startup() calls uma_prealloc(). */
602         boot_pages += vmem_startup_count();
603         /* vm_map_startup() calls uma_prealloc(). */
604         boot_pages += howmany(MAX_KMAP,
605             UMA_SLAB_SPACE / sizeof(struct vm_map));
606
607         /*
608          * Before going fully functional kmem_init() does allocation
609          * from "KMAP ENTRY" and vmem_create() does allocation from "vmem".
610          */
611         boot_pages += 2;
612 #endif
613         /*
614          * CTFLAG_RDTUN doesn't work during the early boot process, so we must
615          * manually fetch the value.
616          */
617         TUNABLE_INT_FETCH("vm.boot_pages", &boot_pages);
618         new_end = end - (boot_pages * UMA_SLAB_SIZE);
619         new_end = trunc_page(new_end);
620         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
621             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
622         bzero((void *)mapped, end - new_end);
623         uma_startup((void *)mapped, boot_pages);
624
625 #ifdef WITNESS
626         witness_size = round_page(witness_startup_count());
627         new_end -= witness_size;
628         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, new_end + witness_size,
629             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
630         bzero((void *)mapped, witness_size);
631         witness_startup((void *)mapped);
632 #endif
633
634 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__arm__) || \
635     defined(__i386__) || defined(__mips__)
636         /*
637          * Allocate a bitmap to indicate that a random physical page
638          * needs to be included in a minidump.
639          *
640          * The amd64 port needs this to indicate which direct map pages
641          * need to be dumped, via calls to dump_add_page()/dump_drop_page().
642          *
643          * However, i386 still needs this workspace internally within the
644          * minidump code.  In theory, they are not needed on i386, but are
645          * included should the sf_buf code decide to use them.
646          */
647         last_pa = 0;
648         for (i = 0; dump_avail[i + 1] != 0; i += 2)
649                 if (dump_avail[i + 1] > last_pa)
650                         last_pa = dump_avail[i + 1];
651         page_range = last_pa / PAGE_SIZE;
652         vm_page_dump_size = round_page(roundup2(page_range, NBBY) / NBBY);
653         new_end -= vm_page_dump_size;
654         vm_page_dump = (void *)(uintptr_t)pmap_map(&vaddr, new_end,
655             new_end + vm_page_dump_size, VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
656         bzero((void *)vm_page_dump, vm_page_dump_size);
657 #else
658         (void)last_pa;
659 #endif
660 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
661         /*
662          * Include the UMA bootstrap pages, witness pages and vm_page_dump
663          * in a crash dump.  When pmap_map() uses the direct map, they are
664          * not automatically included.
665          */
666         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
667                 dump_add_page(pa);
668 #endif
669         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
670 #ifdef __amd64__
671         /*
672          * Request that the physical pages underlying the message buffer be
673          * included in a crash dump.  Since the message buffer is accessed
674          * through the direct map, they are not automatically included.
675          */
676         pa = DMAP_TO_PHYS((vm_offset_t)msgbufp->msg_ptr);
677         last_pa = pa + round_page(msgbufsize);
678         while (pa < last_pa) {
679                 dump_add_page(pa);
680                 pa += PAGE_SIZE;
681         }
682 #endif
683         /*
684          * Compute the number of pages of memory that will be available for
685          * use, taking into account the overhead of a page structure per page.
686          * In other words, solve
687          *      "available physical memory" - round_page(page_range *
688          *          sizeof(struct vm_page)) = page_range * PAGE_SIZE 
689          * for page_range.  
690          */
691         low_avail = phys_avail[0];
692         high_avail = phys_avail[1];
693         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++) {
694                 if (vm_phys_segs[i].start < low_avail)
695                         low_avail = vm_phys_segs[i].start;
696                 if (vm_phys_segs[i].end > high_avail)
697                         high_avail = vm_phys_segs[i].end;
698         }
699         /* Skip the first chunk.  It is already accounted for. */
700         for (i = 2; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
701                 if (phys_avail[i] < low_avail)
702                         low_avail = phys_avail[i];
703                 if (phys_avail[i + 1] > high_avail)
704                         high_avail = phys_avail[i + 1];
705         }
706         first_page = low_avail / PAGE_SIZE;
707 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
708         size = 0;
709         for (i = 0; i < vm_phys_nsegs; i++)
710                 size += vm_phys_segs[i].end - vm_phys_segs[i].start;
711         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
712                 size += phys_avail[i + 1] - phys_avail[i];
713 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
714         size = high_avail - low_avail;
715 #else
716 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
717 #endif
718
719 #ifdef VM_PHYSSEG_DENSE
720         /*
721          * In the VM_PHYSSEG_DENSE case, the number of pages can account for
722          * the overhead of a page structure per page only if vm_page_array is
723          * allocated from the last physical memory chunk.  Otherwise, we must
724          * allocate page structures representing the physical memory
725          * underlying vm_page_array, even though they will not be used.
726          */
727         if (new_end != high_avail)
728                 page_range = size / PAGE_SIZE;
729         else
730 #endif
731         {
732                 page_range = size / (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page));
733
734                 /*
735                  * If the partial bytes remaining are large enough for
736                  * a page (PAGE_SIZE) without a corresponding
737                  * 'struct vm_page', then new_end will contain an
738                  * extra page after subtracting the length of the VM
739                  * page array.  Compensate by subtracting an extra
740                  * page from new_end.
741                  */
742                 if (size % (PAGE_SIZE + sizeof(struct vm_page)) >= PAGE_SIZE) {
743                         if (new_end == high_avail)
744                                 high_avail -= PAGE_SIZE;
745                         new_end -= PAGE_SIZE;
746                 }
747         }
748         end = new_end;
749
750         /*
751          * Reserve an unmapped guard page to trap access to vm_page_array[-1].
752          * However, because this page is allocated from KVM, out-of-bounds
753          * accesses using the direct map will not be trapped.
754          */
755         vaddr += PAGE_SIZE;
756
757         /*
758          * Allocate physical memory for the page structures, and map it.
759          */
760         new_end = trunc_page(end - page_range * sizeof(struct vm_page));
761         mapped = pmap_map(&vaddr, new_end, end,
762             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE);
763         vm_page_array = (vm_page_t)mapped;
764         vm_page_array_size = page_range;
765
766 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
767         /*
768          * Allocate physical memory for the reservation management system's
769          * data structures, and map it.
770          */
771         if (high_avail == end)
772                 high_avail = new_end;
773         new_end = vm_reserv_startup(&vaddr, new_end, high_avail);
774 #endif
775 #if defined(__aarch64__) || defined(__amd64__) || defined(__mips__)
776         /*
777          * Include vm_page_array and vm_reserv_array in a crash dump.
778          */
779         for (pa = new_end; pa < end; pa += PAGE_SIZE)
780                 dump_add_page(pa);
781 #endif
782         phys_avail[biggestone + 1] = new_end;
783
784         /*
785          * Add physical memory segments corresponding to the available
786          * physical pages.
787          */
788         for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2)
789                 vm_phys_add_seg(phys_avail[i], phys_avail[i + 1]);
790
791         /*
792          * Initialize the physical memory allocator.
793          */
794         vm_phys_init();
795
796         /*
797          * Initialize the page structures and add every available page to the
798          * physical memory allocator's free lists.
799          */
800 #if defined(__i386__) && defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
801         for (ii = 0; ii < vm_page_array_size; ii++) {
802                 m = &vm_page_array[ii];
803                 vm_page_init_page(m, (first_page + ii) << PAGE_SHIFT, 0);
804                 m->flags = PG_FICTITIOUS;
805         }
806 #endif
807         vm_cnt.v_page_count = 0;
808         for (segind = 0; segind < vm_phys_nsegs; segind++) {
809                 seg = &vm_phys_segs[segind];
810                 for (m = seg->first_page, pa = seg->start; pa < seg->end;
811                     m++, pa += PAGE_SIZE)
812                         vm_page_init_page(m, pa, segind);
813
814                 /*
815                  * Add the segment to the free lists only if it is covered by
816                  * one of the ranges in phys_avail.  Because we've added the
817                  * ranges to the vm_phys_segs array, we can assume that each
818                  * segment is either entirely contained in one of the ranges,
819                  * or doesn't overlap any of them.
820                  */
821                 for (i = 0; phys_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
822                         struct vm_domain *vmd;
823
824                         if (seg->start < phys_avail[i] ||
825                             seg->end > phys_avail[i + 1])
826                                 continue;
827
828                         m = seg->first_page;
829                         pagecount = (u_long)atop(seg->end - seg->start);
830
831                         vmd = VM_DOMAIN(seg->domain);
832                         vm_domain_free_lock(vmd);
833                         vm_phys_free_contig(m, pagecount);
834                         vm_domain_free_unlock(vmd);
835                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, pagecount);
836                         vm_cnt.v_page_count += (u_int)pagecount;
837
838                         vmd = VM_DOMAIN(seg->domain);
839                         vmd->vmd_page_count += (u_int)pagecount;
840                         vmd->vmd_segs |= 1UL << m->segind;
841                         break;
842                 }
843         }
844
845         /*
846          * Remove blacklisted pages from the physical memory allocator.
847          */
848         TAILQ_INIT(&blacklist_head);
849         vm_page_blacklist_load(&list, &listend);
850         vm_page_blacklist_check(list, listend);
851
852         list = kern_getenv("vm.blacklist");
853         vm_page_blacklist_check(list, NULL);
854
855         freeenv(list);
856 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
857         /*
858          * Initialize the reservation management system.
859          */
860         vm_reserv_init();
861 #endif
862
863         return (vaddr);
864 }
865
866 void
867 vm_page_reference(vm_page_t m)
868 {
869
870         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
871 }
872
873 /*
874  *      vm_page_busy_downgrade:
875  *
876  *      Downgrade an exclusive busy page into a single shared busy page.
877  */
878 void
879 vm_page_busy_downgrade(vm_page_t m)
880 {
881         u_int x;
882         bool locked;
883
884         vm_page_assert_xbusied(m);
885         locked = mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
886
887         for (;;) {
888                 x = m->busy_lock;
889                 x &= VPB_BIT_WAITERS;
890                 if (x != 0 && !locked)
891                         vm_page_lock(m);
892                 if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock,
893                     VPB_SINGLE_EXCLUSIVER | x, VPB_SHARERS_WORD(1)))
894                         break;
895                 if (x != 0 && !locked)
896                         vm_page_unlock(m);
897         }
898         if (x != 0) {
899                 wakeup(m);
900                 if (!locked)
901                         vm_page_unlock(m);
902         }
903 }
904
905 /*
906  *      vm_page_sbusied:
907  *
908  *      Return a positive value if the page is shared busied, 0 otherwise.
909  */
910 int
911 vm_page_sbusied(vm_page_t m)
912 {
913         u_int x;
914
915         x = m->busy_lock;
916         return ((x & VPB_BIT_SHARED) != 0 && x != VPB_UNBUSIED);
917 }
918
919 /*
920  *      vm_page_sunbusy:
921  *
922  *      Shared unbusy a page.
923  */
924 void
925 vm_page_sunbusy(vm_page_t m)
926 {
927         u_int x;
928
929         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
930         vm_page_assert_sbusied(m);
931
932         for (;;) {
933                 x = m->busy_lock;
934                 if (VPB_SHARERS(x) > 1) {
935                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
936                             x - VPB_ONE_SHARER))
937                                 break;
938                         continue;
939                 }
940                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0) {
941                         KASSERT(x == VPB_SHARERS_WORD(1),
942                             ("vm_page_sunbusy: invalid lock state"));
943                         if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock,
944                             VPB_SHARERS_WORD(1), VPB_UNBUSIED))
945                                 break;
946                         continue;
947                 }
948                 KASSERT(x == (VPB_SHARERS_WORD(1) | VPB_BIT_WAITERS),
949                     ("vm_page_sunbusy: invalid lock state for waiters"));
950
951                 vm_page_lock(m);
952                 if (!atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, VPB_UNBUSIED)) {
953                         vm_page_unlock(m);
954                         continue;
955                 }
956                 wakeup(m);
957                 vm_page_unlock(m);
958                 break;
959         }
960 }
961
962 /*
963  *      vm_page_busy_sleep:
964  *
965  *      Sleep and release the page lock, using the page pointer as wchan.
966  *      This is used to implement the hard-path of busying mechanism.
967  *
968  *      The given page must be locked.
969  *
970  *      If nonshared is true, sleep only if the page is xbusy.
971  */
972 void
973 vm_page_busy_sleep(vm_page_t m, const char *wmesg, bool nonshared)
974 {
975         u_int x;
976
977         vm_page_assert_locked(m);
978
979         x = m->busy_lock;
980         if (x == VPB_UNBUSIED || (nonshared && (x & VPB_BIT_SHARED) != 0) ||
981             ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0 &&
982             !atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x, x | VPB_BIT_WAITERS))) {
983                 vm_page_unlock(m);
984                 return;
985         }
986         msleep(m, vm_page_lockptr(m), PVM | PDROP, wmesg, 0);
987 }
988
989 /*
990  *      vm_page_trysbusy:
991  *
992  *      Try to shared busy a page.
993  *      If the operation succeeds 1 is returned otherwise 0.
994  *      The operation never sleeps.
995  */
996 int
997 vm_page_trysbusy(vm_page_t m)
998 {
999         u_int x;
1000
1001         for (;;) {
1002                 x = m->busy_lock;
1003                 if ((x & VPB_BIT_SHARED) == 0)
1004                         return (0);
1005                 if (atomic_cmpset_acq_int(&m->busy_lock, x, x + VPB_ONE_SHARER))
1006                         return (1);
1007         }
1008 }
1009
1010 static void
1011 vm_page_xunbusy_locked(vm_page_t m)
1012 {
1013
1014         vm_page_assert_xbusied(m);
1015         vm_page_assert_locked(m);
1016
1017         atomic_store_rel_int(&m->busy_lock, VPB_UNBUSIED);
1018         /* There is a waiter, do wakeup() instead of vm_page_flash(). */
1019         wakeup(m);
1020 }
1021
1022 void
1023 vm_page_xunbusy_maybelocked(vm_page_t m)
1024 {
1025         bool lockacq;
1026
1027         vm_page_assert_xbusied(m);
1028
1029         /*
1030          * Fast path for unbusy.  If it succeeds, we know that there
1031          * are no waiters, so we do not need a wakeup.
1032          */
1033         if (atomic_cmpset_rel_int(&m->busy_lock, VPB_SINGLE_EXCLUSIVER,
1034             VPB_UNBUSIED))
1035                 return;
1036
1037         lockacq = !mtx_owned(vm_page_lockptr(m));
1038         if (lockacq)
1039                 vm_page_lock(m);
1040         vm_page_xunbusy_locked(m);
1041         if (lockacq)
1042                 vm_page_unlock(m);
1043 }
1044
1045 /*
1046  *      vm_page_xunbusy_hard:
1047  *
1048  *      Called after the first try the exclusive unbusy of a page failed.
1049  *      It is assumed that the waiters bit is on.
1050  */
1051 void
1052 vm_page_xunbusy_hard(vm_page_t m)
1053 {
1054
1055         vm_page_assert_xbusied(m);
1056
1057         vm_page_lock(m);
1058         vm_page_xunbusy_locked(m);
1059         vm_page_unlock(m);
1060 }
1061
1062 /*
1063  *      vm_page_flash:
1064  *
1065  *      Wakeup anyone waiting for the page.
1066  *      The ownership bits do not change.
1067  *
1068  *      The given page must be locked.
1069  */
1070 void
1071 vm_page_flash(vm_page_t m)
1072 {
1073         u_int x;
1074
1075         vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
1076
1077         for (;;) {
1078                 x = m->busy_lock;
1079                 if ((x & VPB_BIT_WAITERS) == 0)
1080                         return;
1081                 if (atomic_cmpset_int(&m->busy_lock, x,
1082                     x & (~VPB_BIT_WAITERS)))
1083                         break;
1084         }
1085         wakeup(m);
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
1090  */
1091 void
1092 vm_page_change_lock(vm_page_t m, struct mtx **mtx)
1093 {
1094         struct mtx *mtx1;
1095
1096         mtx1 = vm_page_lockptr(m);
1097         if (*mtx == mtx1)
1098                 return;
1099         if (*mtx != NULL)
1100                 mtx_unlock(*mtx);
1101         *mtx = mtx1;
1102         mtx_lock(mtx1);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Keep page from being freed by the page daemon
1107  * much of the same effect as wiring, except much lower
1108  * overhead and should be used only for *very* temporary
1109  * holding ("wiring").
1110  */
1111 void
1112 vm_page_hold(vm_page_t mem)
1113 {
1114
1115         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
1116         mem->hold_count++;
1117 }
1118
1119 void
1120 vm_page_unhold(vm_page_t mem)
1121 {
1122
1123         vm_page_lock_assert(mem, MA_OWNED);
1124         KASSERT(mem->hold_count >= 1, ("vm_page_unhold: hold count < 0!!!"));
1125         --mem->hold_count;
1126         if (mem->hold_count == 0 && (mem->flags & PG_UNHOLDFREE) != 0)
1127                 vm_page_free_toq(mem);
1128 }
1129
1130 /*
1131  *      vm_page_unhold_pages:
1132  *
1133  *      Unhold each of the pages that is referenced by the given array.
1134  */
1135 void
1136 vm_page_unhold_pages(vm_page_t *ma, int count)
1137 {
1138         struct mtx *mtx;
1139
1140         mtx = NULL;
1141         for (; count != 0; count--) {
1142                 vm_page_change_lock(*ma, &mtx);
1143                 vm_page_unhold(*ma);
1144                 ma++;
1145         }
1146         if (mtx != NULL)
1147                 mtx_unlock(mtx);
1148 }
1149
1150 vm_page_t
1151 PHYS_TO_VM_PAGE(vm_paddr_t pa)
1152 {
1153         vm_page_t m;
1154
1155 #ifdef VM_PHYSSEG_SPARSE
1156         m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa);
1157         if (m == NULL)
1158                 m = vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa);
1159         return (m);
1160 #elif defined(VM_PHYSSEG_DENSE)
1161         long pi;
1162
1163         pi = atop(pa);
1164         if (pi >= first_page && (pi - first_page) < vm_page_array_size) {
1165                 m = &vm_page_array[pi - first_page];
1166                 return (m);
1167         }
1168         return (vm_phys_fictitious_to_vm_page(pa));
1169 #else
1170 #error "Either VM_PHYSSEG_DENSE or VM_PHYSSEG_SPARSE must be defined."
1171 #endif
1172 }
1173
1174 /*
1175  *      vm_page_getfake:
1176  *
1177  *      Create a fictitious page with the specified physical address and
1178  *      memory attribute.  The memory attribute is the only the machine-
1179  *      dependent aspect of a fictitious page that must be initialized.
1180  */
1181 vm_page_t
1182 vm_page_getfake(vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1183 {
1184         vm_page_t m;
1185
1186         m = uma_zalloc(fakepg_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1187         vm_page_initfake(m, paddr, memattr);
1188         return (m);
1189 }
1190
1191 void
1192 vm_page_initfake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1193 {
1194
1195         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
1196                 /*
1197                  * The page's memattr might have changed since the
1198                  * previous initialization.  Update the pmap to the
1199                  * new memattr.
1200                  */
1201                 goto memattr;
1202         }
1203         m->phys_addr = paddr;
1204         m->queue = PQ_NONE;
1205         /* Fictitious pages don't use "segind". */
1206         m->flags = PG_FICTITIOUS;
1207         /* Fictitious pages don't use "order" or "pool". */
1208         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1209         m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1210         m->wire_count = 1;
1211         pmap_page_init(m);
1212 memattr:
1213         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1214 }
1215
1216 /*
1217  *      vm_page_putfake:
1218  *
1219  *      Release a fictitious page.
1220  */
1221 void
1222 vm_page_putfake(vm_page_t m)
1223 {
1224
1225         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0, ("managed %p", m));
1226         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1227             ("vm_page_putfake: bad page %p", m));
1228         uma_zfree(fakepg_zone, m);
1229 }
1230
1231 /*
1232  *      vm_page_updatefake:
1233  *
1234  *      Update the given fictitious page to the specified physical address and
1235  *      memory attribute.
1236  */
1237 void
1238 vm_page_updatefake(vm_page_t m, vm_paddr_t paddr, vm_memattr_t memattr)
1239 {
1240
1241         KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0,
1242             ("vm_page_updatefake: bad page %p", m));
1243         m->phys_addr = paddr;
1244         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
1245 }
1246
1247 /*
1248  *      vm_page_free:
1249  *
1250  *      Free a page.
1251  */
1252 void
1253 vm_page_free(vm_page_t m)
1254 {
1255
1256         m->flags &= ~PG_ZERO;
1257         vm_page_free_toq(m);
1258 }
1259
1260 /*
1261  *      vm_page_free_zero:
1262  *
1263  *      Free a page to the zerod-pages queue
1264  */
1265 void
1266 vm_page_free_zero(vm_page_t m)
1267 {
1268
1269         m->flags |= PG_ZERO;
1270         vm_page_free_toq(m);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Unbusy and handle the page queueing for a page from a getpages request that
1275  * was optionally read ahead or behind.
1276  */
1277 void
1278 vm_page_readahead_finish(vm_page_t m)
1279 {
1280
1281         /* We shouldn't put invalid pages on queues. */
1282         KASSERT(m->valid != 0, ("%s: %p is invalid", __func__, m));
1283
1284         /*
1285          * Since the page is not the actually needed one, whether it should
1286          * be activated or deactivated is not obvious.  Empirical results
1287          * have shown that deactivating the page is usually the best choice,
1288          * unless the page is wanted by another thread.
1289          */
1290         vm_page_lock(m);
1291         if ((m->busy_lock & VPB_BIT_WAITERS) != 0)
1292                 vm_page_activate(m);
1293         else
1294                 vm_page_deactivate(m);
1295         vm_page_unlock(m);
1296         vm_page_xunbusy(m);
1297 }
1298
1299 /*
1300  *      vm_page_sleep_if_busy:
1301  *
1302  *      Sleep and release the page queues lock if the page is busied.
1303  *      Returns TRUE if the thread slept.
1304  *
1305  *      The given page must be unlocked and object containing it must
1306  *      be locked.
1307  */
1308 int
1309 vm_page_sleep_if_busy(vm_page_t m, const char *msg)
1310 {
1311         vm_object_t obj;
1312
1313         vm_page_lock_assert(m, MA_NOTOWNED);
1314         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
1315
1316         if (vm_page_busied(m)) {
1317                 /*
1318                  * The page-specific object must be cached because page
1319                  * identity can change during the sleep, causing the
1320                  * re-lock of a different object.
1321                  * It is assumed that a reference to the object is already
1322                  * held by the callers.
1323                  */
1324                 obj = m->object;
1325                 vm_page_lock(m);
1326                 VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
1327                 vm_page_busy_sleep(m, msg, false);
1328                 VM_OBJECT_WLOCK(obj);
1329                 return (TRUE);
1330         }
1331         return (FALSE);
1332 }
1333
1334 /*
1335  *      vm_page_dirty_KBI:              [ internal use only ]
1336  *
1337  *      Set all bits in the page's dirty field.
1338  *
1339  *      The object containing the specified page must be locked if the
1340  *      call is made from the machine-independent layer.
1341  *
1342  *      See vm_page_clear_dirty_mask().
1343  *
1344  *      This function should only be called by vm_page_dirty().
1345  */
1346 void
1347 vm_page_dirty_KBI(vm_page_t m)
1348 {
1349
1350         /* Refer to this operation by its public name. */
1351         KASSERT(m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL,
1352             ("vm_page_dirty: page is invalid!"));
1353         m->dirty = VM_PAGE_BITS_ALL;
1354 }
1355
1356 /*
1357  *      vm_page_insert:         [ internal use only ]
1358  *
1359  *      Inserts the given mem entry into the object and object list.
1360  *
1361  *      The object must be locked.
1362  */
1363 int
1364 vm_page_insert(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1365 {
1366         vm_page_t mpred;
1367
1368         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1369         mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
1370         return (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred));
1371 }
1372
1373 /*
1374  *      vm_page_insert_after:
1375  *
1376  *      Inserts the page "m" into the specified object at offset "pindex".
1377  *
1378  *      The page "mpred" must immediately precede the offset "pindex" within
1379  *      the specified object.
1380  *
1381  *      The object must be locked.
1382  */
1383 static int
1384 vm_page_insert_after(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1385     vm_page_t mpred)
1386 {
1387         vm_page_t msucc;
1388
1389         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1390         KASSERT(m->object == NULL,
1391             ("vm_page_insert_after: page already inserted"));
1392         if (mpred != NULL) {
1393                 KASSERT(mpred->object == object,
1394                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1395                 KASSERT(mpred->pindex < pindex,
1396                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1397                 msucc = TAILQ_NEXT(mpred, listq);
1398         } else
1399                 msucc = TAILQ_FIRST(&object->memq);
1400         if (msucc != NULL)
1401                 KASSERT(msucc->pindex > pindex,
1402                     ("vm_page_insert_after: msucc doesn't succeed pindex"));
1403
1404         /*
1405          * Record the object/offset pair in this page
1406          */
1407         m->object = object;
1408         m->pindex = pindex;
1409
1410         /*
1411          * Now link into the object's ordered list of backed pages.
1412          */
1413         if (vm_radix_insert(&object->rtree, m)) {
1414                 m->object = NULL;
1415                 m->pindex = 0;
1416                 return (1);
1417         }
1418         vm_page_insert_radixdone(m, object, mpred);
1419         return (0);
1420 }
1421
1422 /*
1423  *      vm_page_insert_radixdone:
1424  *
1425  *      Complete page "m" insertion into the specified object after the
1426  *      radix trie hooking.
1427  *
1428  *      The page "mpred" must precede the offset "m->pindex" within the
1429  *      specified object.
1430  *
1431  *      The object must be locked.
1432  */
1433 static void
1434 vm_page_insert_radixdone(vm_page_t m, vm_object_t object, vm_page_t mpred)
1435 {
1436
1437         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1438         KASSERT(object != NULL && m->object == object,
1439             ("vm_page_insert_radixdone: page %p has inconsistent object", m));
1440         if (mpred != NULL) {
1441                 KASSERT(mpred->object == object,
1442                     ("vm_page_insert_after: object doesn't contain mpred"));
1443                 KASSERT(mpred->pindex < m->pindex,
1444                     ("vm_page_insert_after: mpred doesn't precede pindex"));
1445         }
1446
1447         if (mpred != NULL)
1448                 TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mpred, m, listq);
1449         else
1450                 TAILQ_INSERT_HEAD(&object->memq, m, listq);
1451
1452         /*
1453          * Show that the object has one more resident page.
1454          */
1455         object->resident_page_count++;
1456
1457         /*
1458          * Hold the vnode until the last page is released.
1459          */
1460         if (object->resident_page_count == 1 && object->type == OBJT_VNODE)
1461                 vhold(object->handle);
1462
1463         /*
1464          * Since we are inserting a new and possibly dirty page,
1465          * update the object's OBJ_MIGHTBEDIRTY flag.
1466          */
1467         if (pmap_page_is_write_mapped(m))
1468                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1469 }
1470
1471 /*
1472  *      vm_page_remove:
1473  *
1474  *      Removes the specified page from its containing object, but does not
1475  *      invalidate any backing storage.
1476  *
1477  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is managed.
1478  */
1479 void
1480 vm_page_remove(vm_page_t m)
1481 {
1482         vm_object_t object;
1483         vm_page_t mrem;
1484
1485         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
1486                 vm_page_assert_locked(m);
1487         if ((object = m->object) == NULL)
1488                 return;
1489         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1490         if (vm_page_xbusied(m))
1491                 vm_page_xunbusy_maybelocked(m);
1492         mrem = vm_radix_remove(&object->rtree, m->pindex);
1493         KASSERT(mrem == m, ("removed page %p, expected page %p", mrem, m));
1494
1495         /*
1496          * Now remove from the object's list of backed pages.
1497          */
1498         TAILQ_REMOVE(&object->memq, m, listq);
1499
1500         /*
1501          * And show that the object has one fewer resident page.
1502          */
1503         object->resident_page_count--;
1504
1505         /*
1506          * The vnode may now be recycled.
1507          */
1508         if (object->resident_page_count == 0 && object->type == OBJT_VNODE)
1509                 vdrop(object->handle);
1510
1511         m->object = NULL;
1512 }
1513
1514 /*
1515  *      vm_page_lookup:
1516  *
1517  *      Returns the page associated with the object/offset
1518  *      pair specified; if none is found, NULL is returned.
1519  *
1520  *      The object must be locked.
1521  */
1522 vm_page_t
1523 vm_page_lookup(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1524 {
1525
1526         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1527         return (vm_radix_lookup(&object->rtree, pindex));
1528 }
1529
1530 /*
1531  *      vm_page_find_least:
1532  *
1533  *      Returns the page associated with the object with least pindex
1534  *      greater than or equal to the parameter pindex, or NULL.
1535  *
1536  *      The object must be locked.
1537  */
1538 vm_page_t
1539 vm_page_find_least(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1540 {
1541         vm_page_t m;
1542
1543         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
1544         if ((m = TAILQ_FIRST(&object->memq)) != NULL && m->pindex < pindex)
1545                 m = vm_radix_lookup_ge(&object->rtree, pindex);
1546         return (m);
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Returns the given page's successor (by pindex) within the object if it is
1551  * resident; if none is found, NULL is returned.
1552  *
1553  * The object must be locked.
1554  */
1555 vm_page_t
1556 vm_page_next(vm_page_t m)
1557 {
1558         vm_page_t next;
1559
1560         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1561         if ((next = TAILQ_NEXT(m, listq)) != NULL) {
1562                 MPASS(next->object == m->object);
1563                 if (next->pindex != m->pindex + 1)
1564                         next = NULL;
1565         }
1566         return (next);
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Returns the given page's predecessor (by pindex) within the object if it is
1571  * resident; if none is found, NULL is returned.
1572  *
1573  * The object must be locked.
1574  */
1575 vm_page_t
1576 vm_page_prev(vm_page_t m)
1577 {
1578         vm_page_t prev;
1579
1580         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
1581         if ((prev = TAILQ_PREV(m, pglist, listq)) != NULL) {
1582                 MPASS(prev->object == m->object);
1583                 if (prev->pindex != m->pindex - 1)
1584                         prev = NULL;
1585         }
1586         return (prev);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Uses the page mnew as a replacement for an existing page at index
1591  * pindex which must be already present in the object.
1592  *
1593  * The existing page must not be on a paging queue.
1594  */
1595 vm_page_t
1596 vm_page_replace(vm_page_t mnew, vm_object_t object, vm_pindex_t pindex)
1597 {
1598         vm_page_t mold;
1599
1600         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1601         KASSERT(mnew->object == NULL,
1602             ("vm_page_replace: page %p already in object", mnew));
1603         KASSERT(mnew->queue == PQ_NONE,
1604             ("vm_page_replace: new page %p is on a paging queue", mnew));
1605
1606         /*
1607          * This function mostly follows vm_page_insert() and
1608          * vm_page_remove() without the radix, object count and vnode
1609          * dance.  Double check such functions for more comments.
1610          */
1611
1612         mnew->object = object;
1613         mnew->pindex = pindex;
1614         mold = vm_radix_replace(&object->rtree, mnew);
1615         KASSERT(mold->queue == PQ_NONE,
1616             ("vm_page_replace: old page %p is on a paging queue", mold));
1617
1618         /* Keep the resident page list in sorted order. */
1619         TAILQ_INSERT_AFTER(&object->memq, mold, mnew, listq);
1620         TAILQ_REMOVE(&object->memq, mold, listq);
1621
1622         mold->object = NULL;
1623         vm_page_xunbusy_maybelocked(mold);
1624
1625         /*
1626          * The object's resident_page_count does not change because we have
1627          * swapped one page for another, but OBJ_MIGHTBEDIRTY.
1628          */
1629         if (pmap_page_is_write_mapped(mnew))
1630                 vm_object_set_writeable_dirty(object);
1631         return (mold);
1632 }
1633
1634 /*
1635  *      vm_page_rename:
1636  *
1637  *      Move the given memory entry from its
1638  *      current object to the specified target object/offset.
1639  *
1640  *      Note: swap associated with the page must be invalidated by the move.  We
1641  *            have to do this for several reasons:  (1) we aren't freeing the
1642  *            page, (2) we are dirtying the page, (3) the VM system is probably
1643  *            moving the page from object A to B, and will then later move
1644  *            the backing store from A to B and we can't have a conflict.
1645  *
1646  *      Note: we *always* dirty the page.  It is necessary both for the
1647  *            fact that we moved it, and because we may be invalidating
1648  *            swap.
1649  *
1650  *      The objects must be locked.
1651  */
1652 int
1653 vm_page_rename(vm_page_t m, vm_object_t new_object, vm_pindex_t new_pindex)
1654 {
1655         vm_page_t mpred;
1656         vm_pindex_t opidx;
1657
1658         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(new_object);
1659
1660         mpred = vm_radix_lookup_le(&new_object->rtree, new_pindex);
1661         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != new_pindex,
1662             ("vm_page_rename: pindex already renamed"));
1663
1664         /*
1665          * Create a custom version of vm_page_insert() which does not depend
1666          * by m_prev and can cheat on the implementation aspects of the
1667          * function.
1668          */
1669         opidx = m->pindex;
1670         m->pindex = new_pindex;
1671         if (vm_radix_insert(&new_object->rtree, m)) {
1672                 m->pindex = opidx;
1673                 return (1);
1674         }
1675
1676         /*
1677          * The operation cannot fail anymore.  The removal must happen before
1678          * the listq iterator is tainted.
1679          */
1680         m->pindex = opidx;
1681         vm_page_lock(m);
1682         vm_page_remove(m);
1683
1684         /* Return back to the new pindex to complete vm_page_insert(). */
1685         m->pindex = new_pindex;
1686         m->object = new_object;
1687         vm_page_unlock(m);
1688         vm_page_insert_radixdone(m, new_object, mpred);
1689         vm_page_dirty(m);
1690         return (0);
1691 }
1692
1693 /*
1694  *      vm_page_alloc:
1695  *
1696  *      Allocate and return a page that is associated with the specified
1697  *      object and offset pair.  By default, this page is exclusive busied.
1698  *
1699  *      The caller must always specify an allocation class.
1700  *
1701  *      allocation classes:
1702  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1703  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1704  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1705  *
1706  *      optional allocation flags:
1707  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
1708  *                              intends to allocate
1709  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1710  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1711  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1712  *                              should not be exclusive busy
1713  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1714  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1715  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1716  */
1717 vm_page_t
1718 vm_page_alloc(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req)
1719 {
1720
1721         return (vm_page_alloc_after(object, pindex, req, object != NULL ?
1722             vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex) : NULL));
1723 }
1724
1725 vm_page_t
1726 vm_page_alloc_domain(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int domain,
1727     int req)
1728 {
1729
1730         return (vm_page_alloc_domain_after(object, pindex, domain, req,
1731             object != NULL ? vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex) :
1732             NULL));
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Allocate a page in the specified object with the given page index.  To
1737  * optimize insertion of the page into the object, the caller must also specifiy
1738  * the resident page in the object with largest index smaller than the given
1739  * page index, or NULL if no such page exists.
1740  */
1741 vm_page_t
1742 vm_page_alloc_after(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex,
1743     int req, vm_page_t mpred)
1744 {
1745         struct vm_domainset_iter di;
1746         vm_page_t m;
1747         int domain;
1748
1749         vm_domainset_iter_page_init(&di, object, pindex, &domain, &req);
1750         do {
1751                 m = vm_page_alloc_domain_after(object, pindex, domain, req,
1752                     mpred);
1753                 if (m != NULL)
1754                         break;
1755         } while (vm_domainset_iter_page(&di, object, &domain) == 0);
1756
1757         return (m);
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Returns true if the number of free pages exceeds the minimum
1762  * for the request class and false otherwise.
1763  */
1764 int
1765 vm_domain_allocate(struct vm_domain *vmd, int req, int npages)
1766 {
1767         u_int limit, old, new;
1768
1769         req = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
1770
1771         /*
1772          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
1773          */
1774         if (curproc == pageproc && req != VM_ALLOC_INTERRUPT)
1775                 req = VM_ALLOC_SYSTEM;
1776         if (req == VM_ALLOC_INTERRUPT)
1777                 limit = 0;
1778         else if (req == VM_ALLOC_SYSTEM)
1779                 limit = vmd->vmd_interrupt_free_min;
1780         else
1781                 limit = vmd->vmd_free_reserved;
1782
1783         /*
1784          * Attempt to reserve the pages.  Fail if we're below the limit.
1785          */
1786         limit += npages;
1787         old = vmd->vmd_free_count;
1788         do {
1789                 if (old < limit)
1790                         return (0);
1791                 new = old - npages;
1792         } while (atomic_fcmpset_int(&vmd->vmd_free_count, &old, new) == 0);
1793
1794         /* Wake the page daemon if we've crossed the threshold. */
1795         if (vm_paging_needed(vmd, new) && !vm_paging_needed(vmd, old))
1796                 pagedaemon_wakeup(vmd->vmd_domain);
1797
1798         /* Only update bitsets on transitions. */
1799         if ((old >= vmd->vmd_free_min && new < vmd->vmd_free_min) ||
1800             (old >= vmd->vmd_free_severe && new < vmd->vmd_free_severe))
1801                 vm_domain_set(vmd);
1802
1803         return (1);
1804 }
1805
1806 vm_page_t
1807 vm_page_alloc_domain_after(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int domain,
1808     int req, vm_page_t mpred)
1809 {
1810         struct vm_domain *vmd;
1811         vm_page_t m;
1812         int flags;
1813
1814         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
1815             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
1816             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
1817             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
1818             ("inconsistent object(%p)/req(%x)", object, req));
1819         KASSERT(object == NULL || (req & VM_ALLOC_WAITOK) == 0,
1820             ("Can't sleep and retry object insertion."));
1821         KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex < pindex,
1822             ("mpred %p doesn't precede pindex 0x%jx", mpred,
1823             (uintmax_t)pindex));
1824         if (object != NULL)
1825                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
1826
1827 again:
1828         m = NULL;
1829 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1830         /*
1831          * Can we allocate the page from a reservation?
1832          */
1833         if (vm_object_reserv(object) &&
1834             ((m = vm_reserv_extend(req, object, pindex, domain, mpred)) != NULL ||
1835             (m = vm_reserv_alloc_page(req, object, pindex, domain, mpred)) != NULL)) {
1836                 domain = vm_phys_domain(m);
1837                 vmd = VM_DOMAIN(domain);
1838                 goto found;
1839         }
1840 #endif
1841         vmd = VM_DOMAIN(domain);
1842         if (object != NULL && vmd->vmd_pgcache != NULL) {
1843                 m = uma_zalloc(vmd->vmd_pgcache, M_NOWAIT);
1844                 if (m != NULL)
1845                         goto found;
1846         }
1847         if (vm_domain_allocate(vmd, req, 1)) {
1848                 /*
1849                  * If not, allocate it from the free page queues.
1850                  */
1851                 vm_domain_free_lock(vmd);
1852                 m = vm_phys_alloc_pages(domain, object != NULL ?
1853                     VM_FREEPOOL_DEFAULT : VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
1854                 vm_domain_free_unlock(vmd);
1855                 if (m == NULL) {
1856                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, 1);
1857 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
1858                         if (vm_reserv_reclaim_inactive(domain))
1859                                 goto again;
1860 #endif
1861                 }
1862         }
1863         if (m == NULL) {
1864                 /*
1865                  * Not allocatable, give up.
1866                  */
1867                 if (vm_domain_alloc_fail(vmd, object, req))
1868                         goto again;
1869                 return (NULL);
1870         }
1871
1872         /*
1873          *  At this point we had better have found a good page.
1874          */
1875         KASSERT(m != NULL, ("missing page"));
1876
1877 found:
1878         vm_page_dequeue(m);
1879         vm_page_alloc_check(m);
1880
1881         /*
1882          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
1883          */
1884         flags = 0;
1885         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
1886                 flags = PG_ZERO;
1887         flags &= m->flags;
1888         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
1889                 flags |= PG_NODUMP;
1890         m->flags = flags;
1891         m->aflags = 0;
1892         m->oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
1893             VPO_UNMANAGED : 0;
1894         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1895         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
1896                 m->busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
1897         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
1898                 m->busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
1899         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1900                 /*
1901                  * The page lock is not required for wiring a page until that
1902                  * page is inserted into the object.
1903                  */
1904                 vm_wire_add(1);
1905                 m->wire_count = 1;
1906         }
1907         m->act_count = 0;
1908
1909         if (object != NULL) {
1910                 if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
1911                         if (req & VM_ALLOC_WIRED) {
1912                                 vm_wire_sub(1);
1913                                 m->wire_count = 0;
1914                         }
1915                         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
1916                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
1917                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
1918                         /* Don't change PG_ZERO. */
1919                         vm_page_free_toq(m);
1920                         if (req & VM_ALLOC_WAITFAIL) {
1921                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
1922                                 vm_radix_wait();
1923                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
1924                         }
1925                         return (NULL);
1926                 }
1927
1928                 /* Ignore device objects; the pager sets "memattr" for them. */
1929                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
1930                     (object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0)
1931                         pmap_page_set_memattr(m, object->memattr);
1932         } else
1933                 m->pindex = pindex;
1934
1935         return (m);
1936 }
1937
1938 /*
1939  *      vm_page_alloc_contig:
1940  *
1941  *      Allocate a contiguous set of physical pages of the given size "npages"
1942  *      from the free lists.  All of the physical pages must be at or above
1943  *      the given physical address "low" and below the given physical address
1944  *      "high".  The given value "alignment" determines the alignment of the
1945  *      first physical page in the set.  If the given value "boundary" is
1946  *      non-zero, then the set of physical pages cannot cross any physical
1947  *      address boundary that is a multiple of that value.  Both "alignment"
1948  *      and "boundary" must be a power of two.
1949  *
1950  *      If the specified memory attribute, "memattr", is VM_MEMATTR_DEFAULT,
1951  *      then the memory attribute setting for the physical pages is configured
1952  *      to the object's memory attribute setting.  Otherwise, the memory
1953  *      attribute setting for the physical pages is configured to "memattr",
1954  *      overriding the object's memory attribute setting.  However, if the
1955  *      object's memory attribute setting is not VM_MEMATTR_DEFAULT, then the
1956  *      memory attribute setting for the physical pages cannot be configured
1957  *      to VM_MEMATTR_DEFAULT.
1958  *
1959  *      The specified object may not contain fictitious pages.
1960  *
1961  *      The caller must always specify an allocation class.
1962  *
1963  *      allocation classes:
1964  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
1965  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
1966  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
1967  *
1968  *      optional allocation flags:
1969  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
1970  *      VM_ALLOC_NODUMP         do not include the page in a kernel core dump
1971  *      VM_ALLOC_NOOBJ          page is not associated with an object and
1972  *                              should not be exclusive busy
1973  *      VM_ALLOC_SBUSY          shared busy the allocated page
1974  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
1975  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
1976  */
1977 vm_page_t
1978 vm_page_alloc_contig(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int req,
1979     u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
1980     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
1981 {
1982         struct vm_domainset_iter di;
1983         vm_page_t m;
1984         int domain;
1985
1986         vm_domainset_iter_page_init(&di, object, pindex, &domain, &req);
1987         do {
1988                 m = vm_page_alloc_contig_domain(object, pindex, domain, req,
1989                     npages, low, high, alignment, boundary, memattr);
1990                 if (m != NULL)
1991                         break;
1992         } while (vm_domainset_iter_page(&di, object, &domain) == 0);
1993
1994         return (m);
1995 }
1996
1997 vm_page_t
1998 vm_page_alloc_contig_domain(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int domain,
1999     int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment,
2000     vm_paddr_t boundary, vm_memattr_t memattr)
2001 {
2002         struct vm_domain *vmd;
2003         vm_page_t m, m_ret, mpred;
2004         u_int busy_lock, flags, oflags;
2005
2006         mpred = NULL;   /* XXX: pacify gcc */
2007         KASSERT((object != NULL) == ((req & VM_ALLOC_NOOBJ) == 0) &&
2008             (object != NULL || (req & VM_ALLOC_SBUSY) == 0) &&
2009             ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) !=
2010             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)),
2011             ("vm_page_alloc_contig: inconsistent object(%p)/req(%x)", object,
2012             req));
2013         KASSERT(object == NULL || (req & VM_ALLOC_WAITOK) == 0,
2014             ("Can't sleep and retry object insertion."));
2015         if (object != NULL) {
2016                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
2017                 KASSERT((object->flags & OBJ_FICTITIOUS) == 0,
2018                     ("vm_page_alloc_contig: object %p has fictitious pages",
2019                     object));
2020         }
2021         KASSERT(npages > 0, ("vm_page_alloc_contig: npages is zero"));
2022
2023         if (object != NULL) {
2024                 mpred = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex);
2025                 KASSERT(mpred == NULL || mpred->pindex != pindex,
2026                     ("vm_page_alloc_contig: pindex already allocated"));
2027         }
2028
2029         /*
2030          * Can we allocate the pages without the number of free pages falling
2031          * below the lower bound for the allocation class?
2032          */
2033 again:
2034 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2035         /*
2036          * Can we allocate the pages from a reservation?
2037          */
2038         if (vm_object_reserv(object) &&
2039             ((m_ret = vm_reserv_extend_contig(req, object, pindex, domain,
2040             npages, low, high, alignment, boundary, mpred)) != NULL ||
2041             (m_ret = vm_reserv_alloc_contig(req, object, pindex, domain,
2042             npages, low, high, alignment, boundary, mpred)) != NULL)) {
2043                 domain = vm_phys_domain(m_ret);
2044                 vmd = VM_DOMAIN(domain);
2045                 goto found;
2046         }
2047 #endif
2048         m_ret = NULL;
2049         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2050         if (vm_domain_allocate(vmd, req, npages)) {
2051                 /*
2052                  * allocate them from the free page queues.
2053                  */
2054                 vm_domain_free_lock(vmd);
2055                 m_ret = vm_phys_alloc_contig(domain, npages, low, high,
2056                     alignment, boundary);
2057                 vm_domain_free_unlock(vmd);
2058                 if (m_ret == NULL) {
2059                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, npages);
2060 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2061                         if (vm_reserv_reclaim_contig(domain, npages, low,
2062                             high, alignment, boundary))
2063                                 goto again;
2064 #endif
2065                 }
2066         }
2067         if (m_ret == NULL) {
2068                 if (vm_domain_alloc_fail(vmd, object, req))
2069                         goto again;
2070                 return (NULL);
2071         }
2072 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2073 found:
2074 #endif
2075         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
2076                 vm_page_dequeue(m);
2077                 vm_page_alloc_check(m);
2078         }
2079
2080         /*
2081          * Initialize the pages.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2082          */
2083         flags = 0;
2084         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2085                 flags = PG_ZERO;
2086         if ((req & VM_ALLOC_NODUMP) != 0)
2087                 flags |= PG_NODUMP;
2088         oflags = object == NULL || (object->flags & OBJ_UNMANAGED) != 0 ?
2089             VPO_UNMANAGED : 0;
2090         busy_lock = VPB_UNBUSIED;
2091         if ((req & (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_NOOBJ | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
2092                 busy_lock = VPB_SINGLE_EXCLUSIVER;
2093         if ((req & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
2094                 busy_lock = VPB_SHARERS_WORD(1);
2095         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2096                 vm_wire_add(npages);
2097         if (object != NULL) {
2098                 if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2099                     memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT)
2100                         memattr = object->memattr;
2101         }
2102         for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
2103                 m->aflags = 0;
2104                 m->flags = (m->flags | PG_NODUMP) & flags;
2105                 m->busy_lock = busy_lock;
2106                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2107                         m->wire_count = 1;
2108                 m->act_count = 0;
2109                 m->oflags = oflags;
2110                 if (object != NULL) {
2111                         if (vm_page_insert_after(m, object, pindex, mpred)) {
2112                                 if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2113                                         vm_wire_sub(npages);
2114                                 KASSERT(m->object == NULL,
2115                                     ("page %p has object", m));
2116                                 mpred = m;
2117                                 for (m = m_ret; m < &m_ret[npages]; m++) {
2118                                         if (m <= mpred &&
2119                                             (req & VM_ALLOC_WIRED) != 0)
2120                                                 m->wire_count = 0;
2121                                         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2122                                         m->busy_lock = VPB_UNBUSIED;
2123                                         /* Don't change PG_ZERO. */
2124                                         vm_page_free_toq(m);
2125                                 }
2126                                 if (req & VM_ALLOC_WAITFAIL) {
2127                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2128                                         vm_radix_wait();
2129                                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2130                                 }
2131                                 return (NULL);
2132                         }
2133                         mpred = m;
2134                 } else
2135                         m->pindex = pindex;
2136                 if (memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2137                         pmap_page_set_memattr(m, memattr);
2138                 pindex++;
2139         }
2140         return (m_ret);
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Check a page that has been freshly dequeued from a freelist.
2145  */
2146 static void
2147 vm_page_alloc_check(vm_page_t m)
2148 {
2149
2150         KASSERT(m->object == NULL, ("page %p has object", m));
2151         KASSERT(m->queue == PQ_NONE && (m->aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK) == 0,
2152             ("page %p has unexpected queue %d, flags %#x",
2153             m, m->queue, (m->aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK)));
2154         KASSERT(!vm_page_held(m), ("page %p is held", m));
2155         KASSERT(!vm_page_busied(m), ("page %p is busy", m));
2156         KASSERT(m->dirty == 0, ("page %p is dirty", m));
2157         KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) == VM_MEMATTR_DEFAULT,
2158             ("page %p has unexpected memattr %d",
2159             m, pmap_page_get_memattr(m)));
2160         KASSERT(m->valid == 0, ("free page %p is valid", m));
2161 }
2162
2163 /*
2164  *      vm_page_alloc_freelist:
2165  *
2166  *      Allocate a physical page from the specified free page list.
2167  *
2168  *      The caller must always specify an allocation class.
2169  *
2170  *      allocation classes:
2171  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2172  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2173  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2174  *
2175  *      optional allocation flags:
2176  *      VM_ALLOC_COUNT(number)  the number of additional pages that the caller
2177  *                              intends to allocate
2178  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the allocated page
2179  *      VM_ALLOC_ZERO           prefer a zeroed page
2180  */
2181 vm_page_t
2182 vm_page_alloc_freelist(int freelist, int req)
2183 {
2184         struct vm_domainset_iter di;
2185         vm_page_t m;
2186         int domain;
2187
2188         vm_domainset_iter_page_init(&di, NULL, 0, &domain, &req);
2189         do {
2190                 m = vm_page_alloc_freelist_domain(domain, freelist, req);
2191                 if (m != NULL)
2192                         break;
2193         } while (vm_domainset_iter_page(&di, NULL, &domain) == 0);
2194
2195         return (m);
2196 }
2197
2198 vm_page_t
2199 vm_page_alloc_freelist_domain(int domain, int freelist, int req)
2200 {
2201         struct vm_domain *vmd;
2202         vm_page_t m;
2203         u_int flags;
2204
2205         m = NULL;
2206         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2207 again:
2208         if (vm_domain_allocate(vmd, req, 1)) {
2209                 vm_domain_free_lock(vmd);
2210                 m = vm_phys_alloc_freelist_pages(domain, freelist,
2211                     VM_FREEPOOL_DIRECT, 0);
2212                 vm_domain_free_unlock(vmd);
2213                 if (m == NULL)
2214                         vm_domain_freecnt_inc(vmd, 1);
2215         }
2216         if (m == NULL) {
2217                 if (vm_domain_alloc_fail(vmd, NULL, req))
2218                         goto again;
2219                 return (NULL);
2220         }
2221         vm_page_dequeue(m);
2222         vm_page_alloc_check(m);
2223
2224         /*
2225          * Initialize the page.  Only the PG_ZERO flag is inherited.
2226          */
2227         m->aflags = 0;
2228         flags = 0;
2229         if ((req & VM_ALLOC_ZERO) != 0)
2230                 flags = PG_ZERO;
2231         m->flags &= flags;
2232         if ((req & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
2233                 /*
2234                  * The page lock is not required for wiring a page that does
2235                  * not belong to an object.
2236                  */
2237                 vm_wire_add(1);
2238                 m->wire_count = 1;
2239         }
2240         /* Unmanaged pages don't use "act_count". */
2241         m->oflags = VPO_UNMANAGED;
2242         return (m);
2243 }
2244
2245 static int
2246 vm_page_import(void *arg, void **store, int cnt, int domain, int flags)
2247 {
2248         struct vm_domain *vmd;
2249         int i;
2250
2251         vmd = arg;
2252         /* Only import if we can bring in a full bucket. */
2253         if (cnt == 1 || !vm_domain_allocate(vmd, VM_ALLOC_NORMAL, cnt))
2254                 return (0);
2255         domain = vmd->vmd_domain;
2256         vm_domain_free_lock(vmd);
2257         i = vm_phys_alloc_npages(domain, VM_FREEPOOL_DEFAULT, cnt,
2258             (vm_page_t *)store);
2259         vm_domain_free_unlock(vmd);
2260         if (cnt != i)
2261                 vm_domain_freecnt_inc(vmd, cnt - i);
2262
2263         return (i);
2264 }
2265
2266 static void
2267 vm_page_release(void *arg, void **store, int cnt)
2268 {
2269         struct vm_domain *vmd;
2270         vm_page_t m;
2271         int i;
2272
2273         vmd = arg;
2274         vm_domain_free_lock(vmd);
2275         for (i = 0; i < cnt; i++) {
2276                 m = (vm_page_t)store[i];
2277                 vm_phys_free_pages(m, 0);
2278         }
2279         vm_domain_free_unlock(vmd);
2280         vm_domain_freecnt_inc(vmd, cnt);
2281 }
2282
2283 #define VPSC_ANY        0       /* No restrictions. */
2284 #define VPSC_NORESERV   1       /* Skip reservations; implies VPSC_NOSUPER. */
2285 #define VPSC_NOSUPER    2       /* Skip superpages. */
2286
2287 /*
2288  *      vm_page_scan_contig:
2289  *
2290  *      Scan vm_page_array[] between the specified entries "m_start" and
2291  *      "m_end" for a run of contiguous physical pages that satisfy the
2292  *      specified conditions, and return the lowest page in the run.  The
2293  *      specified "alignment" determines the alignment of the lowest physical
2294  *      page in the run.  If the specified "boundary" is non-zero, then the
2295  *      run of physical pages cannot span a physical address that is a
2296  *      multiple of "boundary".
2297  *
2298  *      "m_end" is never dereferenced, so it need not point to a vm_page
2299  *      structure within vm_page_array[].
2300  *
2301  *      "npages" must be greater than zero.  "m_start" and "m_end" must not
2302  *      span a hole (or discontiguity) in the physical address space.  Both
2303  *      "alignment" and "boundary" must be a power of two.
2304  */
2305 vm_page_t
2306 vm_page_scan_contig(u_long npages, vm_page_t m_start, vm_page_t m_end,
2307     u_long alignment, vm_paddr_t boundary, int options)
2308 {
2309         struct mtx *m_mtx;
2310         vm_object_t object;
2311         vm_paddr_t pa;
2312         vm_page_t m, m_run;
2313 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2314         int level;
2315 #endif
2316         int m_inc, order, run_ext, run_len;
2317
2318         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2319         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2320         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2321         m_run = NULL;
2322         run_len = 0;
2323         m_mtx = NULL;
2324         for (m = m_start; m < m_end && run_len < npages; m += m_inc) {
2325                 KASSERT((m->flags & PG_MARKER) == 0,
2326                     ("page %p is PG_MARKER", m));
2327                 KASSERT((m->flags & PG_FICTITIOUS) == 0 || m->wire_count == 1,
2328                     ("fictitious page %p has invalid wire count", m));
2329
2330                 /*
2331                  * If the current page would be the start of a run, check its
2332                  * physical address against the end, alignment, and boundary
2333                  * conditions.  If it doesn't satisfy these conditions, either
2334                  * terminate the scan or advance to the next page that
2335                  * satisfies the failed condition.
2336                  */
2337                 if (run_len == 0) {
2338                         KASSERT(m_run == NULL, ("m_run != NULL"));
2339                         if (m + npages > m_end)
2340                                 break;
2341                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2342                         if ((pa & (alignment - 1)) != 0) {
2343                                 m_inc = atop(roundup2(pa, alignment) - pa);
2344                                 continue;
2345                         }
2346                         if (rounddown2(pa ^ (pa + ptoa(npages) - 1),
2347                             boundary) != 0) {
2348                                 m_inc = atop(roundup2(pa, boundary) - pa);
2349                                 continue;
2350                         }
2351                 } else
2352                         KASSERT(m_run != NULL, ("m_run == NULL"));
2353
2354                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2355                 m_inc = 1;
2356 retry:
2357                 if (vm_page_held(m))
2358                         run_ext = 0;
2359 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2360                 else if ((level = vm_reserv_level(m)) >= 0 &&
2361                     (options & VPSC_NORESERV) != 0) {
2362                         run_ext = 0;
2363                         /* Advance to the end of the reservation. */
2364                         pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2365                         m_inc = atop(roundup2(pa + 1, vm_reserv_size(level)) -
2366                             pa);
2367                 }
2368 #endif
2369                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2370                         /*
2371                          * The page is considered eligible for relocation if
2372                          * and only if it could be laundered or reclaimed by
2373                          * the page daemon.
2374                          */
2375                         if (!VM_OBJECT_TRYRLOCK(object)) {
2376                                 mtx_unlock(m_mtx);
2377                                 VM_OBJECT_RLOCK(object);
2378                                 mtx_lock(m_mtx);
2379                                 if (m->object != object) {
2380                                         /*
2381                                          * The page may have been freed.
2382                                          */
2383                                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2384                                         goto retry;
2385                                 } else if (vm_page_held(m)) {
2386                                         run_ext = 0;
2387                                         goto unlock;
2388                                 }
2389                         }
2390                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2391                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2392                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2393                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2394                             object->type != OBJT_SWAP &&
2395                             object->type != OBJT_VNODE) {
2396                                 run_ext = 0;
2397 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2398                         } else if ((options & VPSC_NOSUPER) != 0 &&
2399                             (level = vm_reserv_level_iffullpop(m)) >= 0) {
2400                                 run_ext = 0;
2401                                 /* Advance to the end of the superpage. */
2402                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m);
2403                                 m_inc = atop(roundup2(pa + 1,
2404                                     vm_reserv_size(level)) - pa);
2405 #endif
2406                         } else if (object->memattr == VM_MEMATTR_DEFAULT &&
2407                             vm_page_queue(m) != PQ_NONE && !vm_page_busied(m)) {
2408                                 /*
2409                                  * The page is allocated but eligible for
2410                                  * relocation.  Extend the current run by one
2411                                  * page.
2412                                  */
2413                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2414                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2415                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2416                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2417                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2418                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2419                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2420                                 run_ext = 1;
2421                         } else
2422                                 run_ext = 0;
2423 unlock:
2424                         VM_OBJECT_RUNLOCK(object);
2425 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2426                 } else if (level >= 0) {
2427                         /*
2428                          * The page is reserved but not yet allocated.  In
2429                          * other words, it is still free.  Extend the current
2430                          * run by one page.
2431                          */
2432                         run_ext = 1;
2433 #endif
2434                 } else if ((order = m->order) < VM_NFREEORDER) {
2435                         /*
2436                          * The page is enqueued in the physical memory
2437                          * allocator's free page queues.  Moreover, it is the
2438                          * first page in a power-of-two-sized run of
2439                          * contiguous free pages.  Add these pages to the end
2440                          * of the current run, and jump ahead.
2441                          */
2442                         run_ext = 1 << order;
2443                         m_inc = 1 << order;
2444                 } else {
2445                         /*
2446                          * Skip the page for one of the following reasons: (1)
2447                          * It is enqueued in the physical memory allocator's
2448                          * free page queues.  However, it is not the first
2449                          * page in a run of contiguous free pages.  (This case
2450                          * rarely occurs because the scan is performed in
2451                          * ascending order.) (2) It is not reserved, and it is
2452                          * transitioning from free to allocated.  (Conversely,
2453                          * the transition from allocated to free for managed
2454                          * pages is blocked by the page lock.) (3) It is
2455                          * allocated but not contained by an object and not
2456                          * wired, e.g., allocated by Xen's balloon driver.
2457                          */
2458                         run_ext = 0;
2459                 }
2460
2461                 /*
2462                  * Extend or reset the current run of pages.
2463                  */
2464                 if (run_ext > 0) {
2465                         if (run_len == 0)
2466                                 m_run = m;
2467                         run_len += run_ext;
2468                 } else {
2469                         if (run_len > 0) {
2470                                 m_run = NULL;
2471                                 run_len = 0;
2472                         }
2473                 }
2474         }
2475         if (m_mtx != NULL)
2476                 mtx_unlock(m_mtx);
2477         if (run_len >= npages)
2478                 return (m_run);
2479         return (NULL);
2480 }
2481
2482 /*
2483  *      vm_page_reclaim_run:
2484  *
2485  *      Try to relocate each of the allocated virtual pages within the
2486  *      specified run of physical pages to a new physical address.  Free the
2487  *      physical pages underlying the relocated virtual pages.  A virtual page
2488  *      is relocatable if and only if it could be laundered or reclaimed by
2489  *      the page daemon.  Whenever possible, a virtual page is relocated to a
2490  *      physical address above "high".
2491  *
2492  *      Returns 0 if every physical page within the run was already free or
2493  *      just freed by a successful relocation.  Otherwise, returns a non-zero
2494  *      value indicating why the last attempt to relocate a virtual page was
2495  *      unsuccessful.
2496  *
2497  *      "req_class" must be an allocation class.
2498  */
2499 static int
2500 vm_page_reclaim_run(int req_class, int domain, u_long npages, vm_page_t m_run,
2501     vm_paddr_t high)
2502 {
2503         struct vm_domain *vmd;
2504         struct mtx *m_mtx;
2505         struct spglist free;
2506         vm_object_t object;
2507         vm_paddr_t pa;
2508         vm_page_t m, m_end, m_new;
2509         int error, order, req;
2510
2511         KASSERT((req_class & VM_ALLOC_CLASS_MASK) == req_class,
2512             ("req_class is not an allocation class"));
2513         SLIST_INIT(&free);
2514         error = 0;
2515         m = m_run;
2516         m_end = m_run + npages;
2517         m_mtx = NULL;
2518         for (; error == 0 && m < m_end; m++) {
2519                 KASSERT((m->flags & (PG_FICTITIOUS | PG_MARKER)) == 0,
2520                     ("page %p is PG_FICTITIOUS or PG_MARKER", m));
2521
2522                 /*
2523                  * Avoid releasing and reacquiring the same page lock.
2524                  */
2525                 vm_page_change_lock(m, &m_mtx);
2526 retry:
2527                 if (vm_page_held(m))
2528                         error = EBUSY;
2529                 else if ((object = m->object) != NULL) {
2530                         /*
2531                          * The page is relocated if and only if it could be
2532                          * laundered or reclaimed by the page daemon.
2533                          */
2534                         if (!VM_OBJECT_TRYWLOCK(object)) {
2535                                 mtx_unlock(m_mtx);
2536                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
2537                                 mtx_lock(m_mtx);
2538                                 if (m->object != object) {
2539                                         /*
2540                                          * The page may have been freed.
2541                                          */
2542                                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2543                                         goto retry;
2544                                 } else if (vm_page_held(m)) {
2545                                         error = EBUSY;
2546                                         goto unlock;
2547                                 }
2548                         }
2549                         KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
2550                             ("page %p is PG_UNHOLDFREE", m));
2551                         /* Don't care: PG_NODUMP, PG_ZERO. */
2552                         if (object->type != OBJT_DEFAULT &&
2553                             object->type != OBJT_SWAP &&
2554                             object->type != OBJT_VNODE)
2555                                 error = EINVAL;
2556                         else if (object->memattr != VM_MEMATTR_DEFAULT)
2557                                 error = EINVAL;
2558                         else if (vm_page_queue(m) != PQ_NONE &&
2559                             !vm_page_busied(m)) {
2560                                 KASSERT(pmap_page_get_memattr(m) ==
2561                                     VM_MEMATTR_DEFAULT,
2562                                     ("page %p has an unexpected memattr", m));
2563                                 KASSERT((m->oflags & (VPO_SWAPINPROG |
2564                                     VPO_SWAPSLEEP | VPO_UNMANAGED)) == 0,
2565                                     ("page %p has unexpected oflags", m));
2566                                 /* Don't care: VPO_NOSYNC. */
2567                                 if (m->valid != 0) {
2568                                         /*
2569                                          * First, try to allocate a new page
2570                                          * that is above "high".  Failing
2571                                          * that, try to allocate a new page
2572                                          * that is below "m_run".  Allocate
2573                                          * the new page between the end of
2574                                          * "m_run" and "high" only as a last
2575                                          * resort.
2576                                          */
2577                                         req = req_class | VM_ALLOC_NOOBJ;
2578                                         if ((m->flags & PG_NODUMP) != 0)
2579                                                 req |= VM_ALLOC_NODUMP;
2580                                         if (trunc_page(high) !=
2581                                             ~(vm_paddr_t)PAGE_MASK) {
2582                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2583                                                     NULL, 0, req, 1,
2584                                                     round_page(high),
2585                                                     ~(vm_paddr_t)0,
2586                                                     PAGE_SIZE, 0,
2587                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2588                                         } else
2589                                                 m_new = NULL;
2590                                         if (m_new == NULL) {
2591                                                 pa = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run);
2592                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2593                                                     NULL, 0, req, 1,
2594                                                     0, pa - 1, PAGE_SIZE, 0,
2595                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2596                                         }
2597                                         if (m_new == NULL) {
2598                                                 pa += ptoa(npages);
2599                                                 m_new = vm_page_alloc_contig(
2600                                                     NULL, 0, req, 1,
2601                                                     pa, high, PAGE_SIZE, 0,
2602                                                     VM_MEMATTR_DEFAULT);
2603                                         }
2604                                         if (m_new == NULL) {
2605                                                 error = ENOMEM;
2606                                                 goto unlock;
2607                                         }
2608                                         KASSERT(m_new->wire_count == 0,
2609                                             ("page %p is wired", m_new));
2610
2611                                         /*
2612                                          * Replace "m" with the new page.  For
2613                                          * vm_page_replace(), "m" must be busy
2614                                          * and dequeued.  Finally, change "m"
2615                                          * as if vm_page_free() was called.
2616                                          */
2617                                         if (object->ref_count != 0)
2618                                                 pmap_remove_all(m);
2619                                         m_new->aflags = m->aflags &
2620                                             ~PGA_QUEUE_STATE_MASK;
2621                                         KASSERT(m_new->oflags == VPO_UNMANAGED,
2622                                             ("page %p is managed", m_new));
2623                                         m_new->oflags = m->oflags & VPO_NOSYNC;
2624                                         pmap_copy_page(m, m_new);
2625                                         m_new->valid = m->valid;
2626                                         m_new->dirty = m->dirty;
2627                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2628                                         vm_page_xbusy(m);
2629                                         vm_page_dequeue(m);
2630                                         vm_page_replace_checked(m_new, object,
2631                                             m->pindex, m);
2632                                         if (vm_page_free_prep(m))
2633                                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m,
2634                                                     plinks.s.ss);
2635
2636                                         /*
2637                                          * The new page must be deactivated
2638                                          * before the object is unlocked.
2639                                          */
2640                                         vm_page_change_lock(m_new, &m_mtx);
2641                                         vm_page_deactivate(m_new);
2642                                 } else {
2643                                         m->flags &= ~PG_ZERO;
2644                                         vm_page_dequeue(m);
2645                                         vm_page_remove(m);
2646                                         if (vm_page_free_prep(m))
2647                                                 SLIST_INSERT_HEAD(&free, m,
2648                                                     plinks.s.ss);
2649                                         KASSERT(m->dirty == 0,
2650                                             ("page %p is dirty", m));
2651                                 }
2652                         } else
2653                                 error = EBUSY;
2654 unlock:
2655                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2656                 } else {
2657                         MPASS(vm_phys_domain(m) == domain);
2658                         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2659                         vm_domain_free_lock(vmd);
2660                         order = m->order;
2661                         if (order < VM_NFREEORDER) {
2662                                 /*
2663                                  * The page is enqueued in the physical memory
2664                                  * allocator's free page queues.  Moreover, it
2665                                  * is the first page in a power-of-two-sized
2666                                  * run of contiguous free pages.  Jump ahead
2667                                  * to the last page within that run, and
2668                                  * continue from there.
2669                                  */
2670                                 m += (1 << order) - 1;
2671                         }
2672 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
2673                         else if (vm_reserv_is_page_free(m))
2674                                 order = 0;
2675 #endif
2676                         vm_domain_free_unlock(vmd);
2677                         if (order == VM_NFREEORDER)
2678                                 error = EINVAL;
2679                 }
2680         }
2681         if (m_mtx != NULL)
2682                 mtx_unlock(m_mtx);
2683         if ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL) {
2684                 int cnt;
2685
2686                 vmd = VM_DOMAIN(domain);
2687                 cnt = 0;
2688                 vm_domain_free_lock(vmd);
2689                 do {
2690                         MPASS(vm_phys_domain(m) == domain);
2691                         SLIST_REMOVE_HEAD(&free, plinks.s.ss);
2692                         vm_phys_free_pages(m, 0);
2693                         cnt++;
2694                 } while ((m = SLIST_FIRST(&free)) != NULL);
2695                 vm_domain_free_unlock(vmd);
2696                 vm_domain_freecnt_inc(vmd, cnt);
2697         }
2698         return (error);
2699 }
2700
2701 #define NRUNS   16
2702
2703 CTASSERT(powerof2(NRUNS));
2704
2705 #define RUN_INDEX(count)        ((count) & (NRUNS - 1))
2706
2707 #define MIN_RECLAIM     8
2708
2709 /*
2710  *      vm_page_reclaim_contig:
2711  *
2712  *      Reclaim allocated, contiguous physical memory satisfying the specified
2713  *      conditions by relocating the virtual pages using that physical memory.
2714  *      Returns true if reclamation is successful and false otherwise.  Since
2715  *      relocation requires the allocation of physical pages, reclamation may
2716  *      fail due to a shortage of free pages.  When reclamation fails, callers
2717  *      are expected to perform vm_wait() before retrying a failed allocation
2718  *      operation, e.g., vm_page_alloc_contig().
2719  *
2720  *      The caller must always specify an allocation class through "req".
2721  *
2722  *      allocation classes:
2723  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
2724  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs a page
2725  *      VM_ALLOC_INTERRUPT      interrupt time request
2726  *
2727  *      The optional allocation flags are ignored.
2728  *
2729  *      "npages" must be greater than zero.  Both "alignment" and "boundary"
2730  *      must be a power of two.
2731  */
2732 bool
2733 vm_page_reclaim_contig_domain(int domain, int req, u_long npages,
2734     vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2735 {
2736         struct vm_domain *vmd;
2737         vm_paddr_t curr_low;
2738         vm_page_t m_run, m_runs[NRUNS];
2739         u_long count, reclaimed;
2740         int error, i, options, req_class;
2741
2742         KASSERT(npages > 0, ("npages is 0"));
2743         KASSERT(powerof2(alignment), ("alignment is not a power of 2"));
2744         KASSERT(powerof2(boundary), ("boundary is not a power of 2"));
2745         req_class = req & VM_ALLOC_CLASS_MASK;
2746
2747         /*
2748          * The page daemon is allowed to dig deeper into the free page list.
2749          */
2750         if (curproc == pageproc && req_class != VM_ALLOC_INTERRUPT)
2751                 req_class = VM_ALLOC_SYSTEM;
2752
2753         /*
2754          * Return if the number of free pages cannot satisfy the requested
2755          * allocation.
2756          */
2757         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2758         count = vmd->vmd_free_count;
2759         if (count < npages + vmd->vmd_free_reserved || (count < npages +
2760             vmd->vmd_interrupt_free_min && req_class == VM_ALLOC_SYSTEM) ||
2761             (count < npages && req_class == VM_ALLOC_INTERRUPT))
2762                 return (false);
2763
2764         /*
2765          * Scan up to three times, relaxing the restrictions ("options") on
2766          * the reclamation of reservations and superpages each time.
2767          */
2768         for (options = VPSC_NORESERV;;) {
2769                 /*
2770                  * Find the highest runs that satisfy the given constraints
2771                  * and restrictions, and record them in "m_runs".
2772                  */
2773                 curr_low = low;
2774                 count = 0;
2775                 for (;;) {
2776                         m_run = vm_phys_scan_contig(domain, npages, curr_low,
2777                             high, alignment, boundary, options);
2778                         if (m_run == NULL)
2779                                 break;
2780                         curr_low = VM_PAGE_TO_PHYS(m_run) + ptoa(npages);
2781                         m_runs[RUN_INDEX(count)] = m_run;
2782                         count++;
2783                 }
2784
2785                 /*
2786                  * Reclaim the highest runs in LIFO (descending) order until
2787                  * the number of reclaimed pages, "reclaimed", is at least
2788                  * MIN_RECLAIM.  Reset "reclaimed" each time because each
2789                  * reclamation is idempotent, and runs will (likely) recur
2790                  * from one scan to the next as restrictions are relaxed.
2791                  */
2792                 reclaimed = 0;
2793                 for (i = 0; count > 0 && i < NRUNS; i++) {
2794                         count--;
2795                         m_run = m_runs[RUN_INDEX(count)];
2796                         error = vm_page_reclaim_run(req_class, domain, npages,
2797                             m_run, high);
2798                         if (error == 0) {
2799                                 reclaimed += npages;
2800                                 if (reclaimed >= MIN_RECLAIM)
2801                                         return (true);
2802                         }
2803                 }
2804
2805                 /*
2806                  * Either relax the restrictions on the next scan or return if
2807                  * the last scan had no restrictions.
2808                  */
2809                 if (options == VPSC_NORESERV)
2810                         options = VPSC_NOSUPER;
2811                 else if (options == VPSC_NOSUPER)
2812                         options = VPSC_ANY;
2813                 else if (options == VPSC_ANY)
2814                         return (reclaimed != 0);
2815         }
2816 }
2817
2818 bool
2819 vm_page_reclaim_contig(int req, u_long npages, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
2820     u_long alignment, vm_paddr_t boundary)
2821 {
2822         struct vm_domainset_iter di;
2823         int domain;
2824         bool ret;
2825
2826         vm_domainset_iter_page_init(&di, NULL, 0, &domain, &req);
2827         do {
2828                 ret = vm_page_reclaim_contig_domain(domain, req, npages, low,
2829                     high, alignment, boundary);
2830                 if (ret)
2831                         break;
2832         } while (vm_domainset_iter_page(&di, NULL, &domain) == 0);
2833
2834         return (ret);
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Set the domain in the appropriate page level domainset.
2839  */
2840 void
2841 vm_domain_set(struct vm_domain *vmd)
2842 {
2843
2844         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2845         if (!vmd->vmd_minset && vm_paging_min(vmd)) {
2846                 vmd->vmd_minset = 1;
2847                 DOMAINSET_SET(vmd->vmd_domain, &vm_min_domains);
2848         }
2849         if (!vmd->vmd_severeset && vm_paging_severe(vmd)) {
2850                 vmd->vmd_severeset = 1;
2851                 DOMAINSET_SET(vmd->vmd_domain, &vm_severe_domains);
2852         }
2853         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2854 }
2855
2856 /*
2857  * Clear the domain from the appropriate page level domainset.
2858  */
2859 void
2860 vm_domain_clear(struct vm_domain *vmd)
2861 {
2862
2863         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2864         if (vmd->vmd_minset && !vm_paging_min(vmd)) {
2865                 vmd->vmd_minset = 0;
2866                 DOMAINSET_CLR(vmd->vmd_domain, &vm_min_domains);
2867                 if (vm_min_waiters != 0) {
2868                         vm_min_waiters = 0;
2869                         wakeup(&vm_min_domains);
2870                 }
2871         }
2872         if (vmd->vmd_severeset && !vm_paging_severe(vmd)) {
2873                 vmd->vmd_severeset = 0;
2874                 DOMAINSET_CLR(vmd->vmd_domain, &vm_severe_domains);
2875                 if (vm_severe_waiters != 0) {
2876                         vm_severe_waiters = 0;
2877                         wakeup(&vm_severe_domains);
2878                 }
2879         }
2880
2881         /*
2882          * If pageout daemon needs pages, then tell it that there are
2883          * some free.
2884          */
2885         if (vmd->vmd_pageout_pages_needed &&
2886             vmd->vmd_free_count >= vmd->vmd_pageout_free_min) {
2887                 wakeup(&vmd->vmd_pageout_pages_needed);
2888                 vmd->vmd_pageout_pages_needed = 0;
2889         }
2890
2891         /* See comments in vm_wait_doms(). */
2892         if (vm_pageproc_waiters) {
2893                 vm_pageproc_waiters = 0;
2894                 wakeup(&vm_pageproc_waiters);
2895         }
2896         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Wait for free pages to exceed the min threshold globally.
2901  */
2902 void
2903 vm_wait_min(void)
2904 {
2905
2906         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2907         while (vm_page_count_min()) {
2908                 vm_min_waiters++;
2909                 msleep(&vm_min_domains, &vm_domainset_lock, PVM, "vmwait", 0);
2910         }
2911         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * Wait for free pages to exceed the severe threshold globally.
2916  */
2917 void
2918 vm_wait_severe(void)
2919 {
2920
2921         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2922         while (vm_page_count_severe()) {
2923                 vm_severe_waiters++;
2924                 msleep(&vm_severe_domains, &vm_domainset_lock, PVM,
2925                     "vmwait", 0);
2926         }
2927         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2928 }
2929
2930 u_int
2931 vm_wait_count(void)
2932 {
2933
2934         return (vm_severe_waiters + vm_min_waiters + vm_pageproc_waiters);
2935 }
2936
2937 void
2938 vm_wait_doms(const domainset_t *wdoms)
2939 {
2940
2941         /*
2942          * We use racey wakeup synchronization to avoid expensive global
2943          * locking for the pageproc when sleeping with a non-specific vm_wait.
2944          * To handle this, we only sleep for one tick in this instance.  It
2945          * is expected that most allocations for the pageproc will come from
2946          * kmem or vm_page_grab* which will use the more specific and
2947          * race-free vm_wait_domain().
2948          */
2949         if (curproc == pageproc) {
2950                 mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2951                 vm_pageproc_waiters++;
2952                 msleep(&vm_pageproc_waiters, &vm_domainset_lock, PVM | PDROP,
2953                     "pageprocwait", 1);
2954         } else {
2955                 /*
2956                  * XXX Ideally we would wait only until the allocation could
2957                  * be satisfied.  This condition can cause new allocators to
2958                  * consume all freed pages while old allocators wait.
2959                  */
2960                 mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2961                 if (vm_page_count_min_set(wdoms)) {
2962                         vm_min_waiters++;
2963                         msleep(&vm_min_domains, &vm_domainset_lock,
2964                             PVM | PDROP, "vmwait", 0);
2965                 } else
2966                         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2967         }
2968 }
2969
2970 /*
2971  *      vm_wait_domain:
2972  *
2973  *      Sleep until free pages are available for allocation.
2974  *      - Called in various places after failed memory allocations.
2975  */
2976 void
2977 vm_wait_domain(int domain)
2978 {
2979         struct vm_domain *vmd;
2980         domainset_t wdom;
2981
2982         vmd = VM_DOMAIN(domain);
2983         vm_domain_free_assert_unlocked(vmd);
2984
2985         if (curproc == pageproc) {
2986                 mtx_lock(&vm_domainset_lock);
2987                 if (vmd->vmd_free_count < vmd->vmd_pageout_free_min) {
2988                         vmd->vmd_pageout_pages_needed = 1;
2989                         msleep(&vmd->vmd_pageout_pages_needed,
2990                             &vm_domainset_lock, PDROP | PSWP, "VMWait", 0);
2991                 } else
2992                         mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
2993         } else {
2994                 if (pageproc == NULL)
2995                         panic("vm_wait in early boot");
2996                 DOMAINSET_ZERO(&wdom);
2997                 DOMAINSET_SET(vmd->vmd_domain, &wdom);
2998                 vm_wait_doms(&wdom);
2999         }
3000 }
3001
3002 /*
3003  *      vm_wait:
3004  *
3005  *      Sleep until free pages are available for allocation in the
3006  *      affinity domains of the obj.  If obj is NULL, the domain set
3007  *      for the calling thread is used.
3008  *      Called in various places after failed memory allocations.
3009  */
3010 void
3011 vm_wait(vm_object_t obj)
3012 {
3013         struct domainset *d;
3014
3015         d = NULL;
3016
3017         /*
3018          * Carefully fetch pointers only once: the struct domainset
3019          * itself is ummutable but the pointer might change.
3020          */
3021         if (obj != NULL)
3022                 d = obj->domain.dr_policy;
3023         if (d == NULL)
3024                 d = curthread->td_domain.dr_policy;
3025
3026         vm_wait_doms(&d->ds_mask);
3027 }
3028
3029 /*
3030  *      vm_domain_alloc_fail:
3031  *
3032  *      Called when a page allocation function fails.  Informs the
3033  *      pagedaemon and performs the requested wait.  Requires the
3034  *      domain_free and object lock on entry.  Returns with the
3035  *      object lock held and free lock released.  Returns an error when
3036  *      retry is necessary.
3037  *
3038  */
3039 static int
3040 vm_domain_alloc_fail(struct vm_domain *vmd, vm_object_t object, int req)
3041 {
3042
3043         vm_domain_free_assert_unlocked(vmd);
3044
3045         atomic_add_int(&vmd->vmd_pageout_deficit,
3046             max((u_int)req >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT, 1));
3047         if (req & (VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL)) {
3048                 if (object != NULL) 
3049                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3050                 vm_wait_domain(vmd->vmd_domain);
3051                 if (object != NULL) 
3052                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3053                 if (req & VM_ALLOC_WAITOK)
3054                         return (EAGAIN);
3055         }
3056
3057         return (0);
3058 }
3059
3060 /*
3061  *      vm_waitpfault:
3062  *
3063  *      Sleep until free pages are available for allocation.
3064  *      - Called only in vm_fault so that processes page faulting
3065  *        can be easily tracked.
3066  *      - Sleeps at a lower priority than vm_wait() so that vm_wait()ing
3067  *        processes will be able to grab memory first.  Do not change
3068  *        this balance without careful testing first.
3069  */
3070 void
3071 vm_waitpfault(struct domainset *dset)
3072 {
3073
3074         /*
3075          * XXX Ideally we would wait only until the allocation could
3076          * be satisfied.  This condition can cause new allocators to
3077          * consume all freed pages while old allocators wait.
3078          */
3079         mtx_lock(&vm_domainset_lock);
3080         if (vm_page_count_min_set(&dset->ds_mask)) {
3081                 vm_min_waiters++;
3082                 msleep(&vm_min_domains, &vm_domainset_lock, PUSER | PDROP,
3083                     "pfault", 0);
3084         } else
3085                 mtx_unlock(&vm_domainset_lock);
3086 }
3087
3088 struct vm_pagequeue *
3089 vm_page_pagequeue(vm_page_t m)
3090 {
3091
3092         return (&vm_pagequeue_domain(m)->vmd_pagequeues[m->queue]);
3093 }
3094
3095 static struct mtx *
3096 vm_page_pagequeue_lockptr(vm_page_t m)
3097 {
3098         uint8_t queue;
3099
3100         if ((queue = atomic_load_8(&m->queue)) == PQ_NONE)
3101                 return (NULL);
3102         return (&vm_pagequeue_domain(m)->vmd_pagequeues[queue].pq_mutex);
3103 }
3104
3105 static inline void
3106 vm_pqbatch_process_page(struct vm_pagequeue *pq, vm_page_t m)
3107 {
3108         struct vm_domain *vmd;
3109         uint8_t qflags;
3110
3111         CRITICAL_ASSERT(curthread);
3112         vm_pagequeue_assert_locked(pq);
3113
3114         /*
3115          * The page daemon is allowed to set m->queue = PQ_NONE without
3116          * the page queue lock held.  In this case it is about to free the page,
3117          * which must not have any queue state.
3118          */
3119         qflags = atomic_load_8(&m->aflags) & PGA_QUEUE_STATE_MASK;
3120         KASSERT(pq == vm_page_pagequeue(m) || qflags == 0,
3121             ("page %p doesn't belong to queue %p but has queue state %#x",
3122             m, pq, qflags));
3123
3124         if ((qflags & PGA_DEQUEUE) != 0) {
3125                 if (__predict_true((qflags & PGA_ENQUEUED) != 0)) {
3126                         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3127                         vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
3128                 }
3129                 vm_page_dequeue_complete(m);
3130         } else if ((qflags & (PGA_REQUEUE | PGA_REQUEUE_HEAD)) != 0) {
3131                 if ((qflags & PGA_ENQUEUED) != 0)
3132                         TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3133                 else {
3134                         vm_pagequeue_cnt_inc(pq);
3135                         vm_page_aflag_set(m, PGA_ENQUEUED);
3136                 }
3137                 if ((qflags & PGA_REQUEUE_HEAD) != 0) {
3138                         KASSERT(m->queue == PQ_INACTIVE,
3139                             ("head enqueue not supported for page %p", m));
3140                         vmd = vm_pagequeue_domain(m);
3141                         TAILQ_INSERT_BEFORE(&vmd->vmd_inacthead, m, plinks.q);
3142                 } else
3143                         TAILQ_INSERT_TAIL(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3144
3145                 /*
3146                  * PGA_REQUEUE and PGA_REQUEUE_HEAD must be cleared after
3147                  * setting PGA_ENQUEUED in order to synchronize with the
3148                  * page daemon.
3149                  */
3150                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_REQUEUE | PGA_REQUEUE_HEAD);
3151         }
3152 }
3153
3154 static void
3155 vm_pqbatch_process(struct vm_pagequeue *pq, struct vm_batchqueue *bq,
3156     uint8_t queue)
3157 {
3158         vm_page_t m;
3159         int i;
3160
3161         for (i = 0; i < bq->bq_cnt; i++) {
3162                 m = bq->bq_pa[i];
3163                 if (__predict_false(m->queue != queue))
3164                         continue;
3165                 vm_pqbatch_process_page(pq, m);
3166         }
3167         vm_batchqueue_init(bq);
3168 }
3169
3170 static void
3171 vm_pqbatch_submit_page(vm_page_t m, uint8_t queue)
3172 {
3173         struct vm_batchqueue *bq;
3174         struct vm_pagequeue *pq;
3175         int domain;
3176
3177         vm_page_assert_locked(m);
3178         KASSERT(queue < PQ_COUNT, ("invalid queue %d", queue));
3179
3180         domain = vm_phys_domain(m);
3181         pq = &vm_pagequeue_domain(m)->vmd_pagequeues[queue];
3182
3183         critical_enter();
3184         bq = DPCPU_PTR(pqbatch[domain][queue]);
3185         if (vm_batchqueue_insert(bq, m)) {
3186                 critical_exit();
3187                 return;
3188         }
3189         if (!vm_pagequeue_trylock(pq)) {
3190                 critical_exit();
3191                 vm_pagequeue_lock(pq);
3192                 critical_enter();
3193                 bq = DPCPU_PTR(pqbatch[domain][queue]);
3194         }
3195         vm_pqbatch_process(pq, bq, queue);
3196
3197         /*
3198          * The page may have been logically dequeued before we acquired the
3199          * page queue lock.  In this case, the page lock prevents the page
3200          * from being logically enqueued elsewhere.
3201          */
3202         if (__predict_true(m->queue == queue))
3203                 vm_pqbatch_process_page(pq, m);
3204         else {
3205                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
3206                     ("invalid queue transition for page %p", m));
3207                 KASSERT((m->aflags & PGA_ENQUEUED) == 0,
3208                     ("page %p is enqueued with invalid queue index", m));
3209                 vm_page_aflag_clear(m, PGA_QUEUE_STATE_MASK);
3210         }
3211         vm_pagequeue_unlock(pq);
3212         critical_exit();
3213 }
3214
3215 /*
3216  *      vm_page_drain_pqbatch:          [ internal use only ]
3217  *
3218  *      Force all per-CPU page queue batch queues to be drained.  This is
3219  *      intended for use in severe memory shortages, to ensure that pages
3220  *      do not remain stuck in the batch queues.
3221  */
3222 void
3223 vm_page_drain_pqbatch(void)
3224 {
3225         struct thread *td;
3226         struct vm_domain *vmd;
3227         struct vm_pagequeue *pq;
3228         int cpu, domain, queue;
3229
3230         td = curthread;
3231         CPU_FOREACH(cpu) {
3232                 thread_lock(td);
3233                 sched_bind(td, cpu);
3234                 thread_unlock(td);
3235
3236                 for (domain = 0; domain < vm_ndomains; domain++) {
3237                         vmd = VM_DOMAIN(domain);
3238                         for (queue = 0; queue < PQ_COUNT; queue++) {
3239                                 pq = &vmd->vmd_pagequeues[queue];
3240                                 vm_pagequeue_lock(pq);
3241                                 critical_enter();
3242                                 vm_pqbatch_process(pq,
3243                                     DPCPU_PTR(pqbatch[domain][queue]), queue);
3244                                 critical_exit();
3245                                 vm_pagequeue_unlock(pq);
3246                         }
3247                 }
3248         }
3249         thread_lock(td);
3250         sched_unbind(td);
3251         thread_unlock(td);
3252 }
3253
3254 /*
3255  * Complete the logical removal of a page from a page queue.  We must be
3256  * careful to synchronize with the page daemon, which may be concurrently
3257  * examining the page with only the page lock held.  The page must not be
3258  * in a state where it appears to be logically enqueued.
3259  */
3260 static void
3261 vm_page_dequeue_complete(vm_page_t m)
3262 {
3263
3264         m->queue = PQ_NONE;
3265         atomic_thread_fence_rel();
3266         vm_page_aflag_clear(m, PGA_QUEUE_STATE_MASK);
3267 }
3268
3269 /*
3270  *      vm_page_dequeue_deferred:       [ internal use only ]
3271  *
3272  *      Request removal of the given page from its current page
3273  *      queue.  Physical removal from the queue may be deferred
3274  *      indefinitely.
3275  *
3276  *      The page must be locked.
3277  */
3278 void
3279 vm_page_dequeue_deferred(vm_page_t m)
3280 {
3281         int queue;
3282
3283         vm_page_assert_locked(m);
3284
3285         queue = atomic_load_8(&m->queue);
3286         if (queue == PQ_NONE) {
3287                 KASSERT((m->aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK) == 0,
3288                     ("page %p has queue state", m));
3289                 return;
3290         }
3291         if ((m->aflags & PGA_DEQUEUE) == 0)
3292                 vm_page_aflag_set(m, PGA_DEQUEUE);
3293         vm_pqbatch_submit_page(m, queue);
3294 }
3295
3296 /*
3297  *      vm_page_dequeue:
3298  *
3299  *      Remove the page from whichever page queue it's in, if any.
3300  *      The page must either be locked or unallocated.  This constraint
3301  *      ensures that the queue state of the page will remain consistent
3302  *      after this function returns.
3303  */
3304 void
3305 vm_page_dequeue(vm_page_t m)
3306 {
3307         struct mtx *lock, *lock1;
3308         struct vm_pagequeue *pq;
3309         uint8_t aflags;
3310
3311         KASSERT(mtx_owned(vm_page_lockptr(m)) || m->order == VM_NFREEORDER,
3312             ("page %p is allocated and unlocked", m));
3313
3314         for (;;) {
3315                 lock = vm_page_pagequeue_lockptr(m);
3316                 if (lock == NULL) {
3317                         /*
3318                          * A thread may be concurrently executing
3319                          * vm_page_dequeue_complete().  Ensure that all queue
3320                          * state is cleared before we return.
3321                          */
3322                         aflags = atomic_load_8(&m->aflags);
3323                         if ((aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK) == 0)
3324                                 return;
3325                         KASSERT((aflags & PGA_DEQUEUE) != 0,
3326                             ("page %p has unexpected queue state flags %#x",
3327                             m, aflags));
3328
3329                         /*
3330                          * Busy wait until the thread updating queue state is
3331                          * finished.  Such a thread must be executing in a
3332                          * critical section.
3333                          */
3334                         cpu_spinwait();
3335                         continue;
3336                 }
3337                 mtx_lock(lock);
3338                 if ((lock1 = vm_page_pagequeue_lockptr(m)) == lock)
3339                         break;
3340                 mtx_unlock(lock);
3341                 lock = lock1;
3342         }
3343         KASSERT(lock == vm_page_pagequeue_lockptr(m),
3344             ("%s: page %p migrated directly between queues", __func__, m));
3345         KASSERT((m->aflags & PGA_DEQUEUE) != 0 ||
3346             mtx_owned(vm_page_lockptr(m)),
3347             ("%s: queued unlocked page %p", __func__, m));
3348
3349         if ((m->aflags & PGA_ENQUEUED) != 0) {
3350                 pq = vm_page_pagequeue(m);
3351                 TAILQ_REMOVE(&pq->pq_pl, m, plinks.q);
3352                 vm_pagequeue_cnt_dec(pq);
3353         }
3354         vm_page_dequeue_complete(m);
3355         mtx_unlock(lock);
3356 }
3357
3358 /*
3359  * Schedule the given page for insertion into the specified page queue.
3360  * Physical insertion of the page may be deferred indefinitely.
3361  */
3362 static void
3363 vm_page_enqueue(vm_page_t m, uint8_t queue)
3364 {
3365
3366         vm_page_assert_locked(m);
3367         KASSERT(m->queue == PQ_NONE && (m->aflags & PGA_QUEUE_STATE_MASK) == 0,
3368             ("%s: page %p is already enqueued", __func__, m));
3369
3370         m->queue = queue;
3371         if ((m->aflags & PGA_REQUEUE) == 0)
3372                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REQUEUE);
3373         vm_pqbatch_submit_page(m, queue);
3374 }
3375
3376 /*
3377  *      vm_page_requeue:                [ internal use only ]
3378  *
3379  *      Schedule a requeue of the given page.
3380  *
3381  *      The page must be locked.
3382  */
3383 void
3384 vm_page_requeue(vm_page_t m)
3385 {
3386
3387         vm_page_assert_locked(m);
3388         KASSERT(m->queue != PQ_NONE,
3389             ("%s: page %p is not logically enqueued", __func__, m));
3390
3391         if ((m->aflags & PGA_REQUEUE) == 0)
3392                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REQUEUE);
3393         vm_pqbatch_submit_page(m, atomic_load_8(&m->queue));
3394 }
3395
3396 /*
3397  *      vm_page_activate:
3398  *
3399  *      Put the specified page on the active list (if appropriate).
3400  *      Ensure that act_count is at least ACT_INIT but do not otherwise
3401  *      mess with it.
3402  *
3403  *      The page must be locked.
3404  */
3405 void
3406 vm_page_activate(vm_page_t m)
3407 {
3408
3409         vm_page_assert_locked(m);
3410
3411         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3412                 return;
3413         if (vm_page_queue(m) == PQ_ACTIVE) {
3414                 if (m->act_count < ACT_INIT)
3415                         m->act_count = ACT_INIT;
3416                 return;
3417         }
3418
3419         vm_page_dequeue(m);
3420         if (m->act_count < ACT_INIT)
3421                 m->act_count = ACT_INIT;
3422         vm_page_enqueue(m, PQ_ACTIVE);
3423 }
3424
3425 /*
3426  *      vm_page_free_prep:
3427  *
3428  *      Prepares the given page to be put on the free list,
3429  *      disassociating it from any VM object. The caller may return
3430  *      the page to the free list only if this function returns true.
3431  *
3432  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
3433  *      managed.
3434  */
3435 bool
3436 vm_page_free_prep(vm_page_t m)
3437 {
3438
3439 #if defined(DIAGNOSTIC) && defined(PHYS_TO_DMAP)
3440         if (PMAP_HAS_DMAP && (m->flags & PG_ZERO) != 0) {
3441                 uint64_t *p;
3442                 int i;
3443                 p = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(VM_PAGE_TO_PHYS(m));
3444                 for (i = 0; i < PAGE_SIZE / sizeof(uint64_t); i++, p++)
3445                         KASSERT(*p == 0, ("vm_page_free_prep %p PG_ZERO %d %jx",
3446                             m, i, (uintmax_t)*p));
3447         }
3448 #endif
3449         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0) {
3450                 vm_page_lock_assert(m, MA_OWNED);
3451                 KASSERT(!pmap_page_is_mapped(m),
3452                     ("vm_page_free_prep: freeing mapped page %p", m));
3453         } else
3454                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
3455                     ("vm_page_free_prep: unmanaged page %p is queued", m));
3456         VM_CNT_INC(v_tfree);
3457
3458         if (vm_page_sbusied(m))
3459                 panic("vm_page_free_prep: freeing busy page %p", m);
3460
3461         vm_page_remove(m);
3462
3463         /*
3464          * If fictitious remove object association and
3465          * return.
3466          */
3467         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3468                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3469                     ("fictitious page %p is not wired", m));
3470                 KASSERT(m->queue == PQ_NONE,
3471                     ("fictitious page %p is queued", m));
3472                 return (false);
3473         }
3474
3475         /*
3476          * Pages need not be dequeued before they are returned to the physical
3477          * memory allocator, but they must at least be marked for a deferred
3478          * dequeue.
3479          */
3480         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3481                 vm_page_dequeue_deferred(m);
3482
3483         m->valid = 0;
3484         vm_page_undirty(m);
3485
3486         if (m->wire_count != 0)
3487                 panic("vm_page_free_prep: freeing wired page %p", m);
3488         if (m->hold_count != 0) {
3489                 m->flags &= ~PG_ZERO;
3490                 KASSERT((m->flags & PG_UNHOLDFREE) == 0,
3491                     ("vm_page_free_prep: freeing PG_UNHOLDFREE page %p", m));
3492                 m->flags |= PG_UNHOLDFREE;
3493                 return (false);
3494         }
3495
3496         /*
3497          * Restore the default memory attribute to the page.
3498          */
3499         if (pmap_page_get_memattr(m) != VM_MEMATTR_DEFAULT)
3500                 pmap_page_set_memattr(m, VM_MEMATTR_DEFAULT);
3501
3502 #if VM_NRESERVLEVEL > 0
3503         if (vm_reserv_free_page(m))
3504                 return (false);
3505 #endif
3506
3507         return (true);
3508 }
3509
3510 /*
3511  *      vm_page_free_toq:
3512  *
3513  *      Returns the given page to the free list, disassociating it
3514  *      from any VM object.
3515  *
3516  *      The object must be locked.  The page must be locked if it is
3517  *      managed.
3518  */
3519 void
3520 vm_page_free_toq(vm_page_t m)
3521 {
3522         struct vm_domain *vmd;
3523
3524         if (!vm_page_free_prep(m))
3525                 return;
3526
3527         vmd = vm_pagequeue_domain(m);
3528         if (m->pool == VM_FREEPOOL_DEFAULT && vmd->vmd_pgcache != NULL) {
3529                 uma_zfree(vmd->vmd_pgcache, m);
3530                 return;
3531         }
3532         vm_domain_free_lock(vmd);
3533         vm_phys_free_pages(m, 0);
3534         vm_domain_free_unlock(vmd);
3535         vm_domain_freecnt_inc(vmd, 1);
3536 }
3537
3538 /*
3539  *      vm_page_free_pages_toq:
3540  *
3541  *      Returns a list of pages to the free list, disassociating it
3542  *      from any VM object.  In other words, this is equivalent to
3543  *      calling vm_page_free_toq() for each page of a list of VM objects.
3544  *
3545  *      The objects must be locked.  The pages must be locked if it is
3546  *      managed.
3547  */
3548 void
3549 vm_page_free_pages_toq(struct spglist *free, bool update_wire_count)
3550 {
3551         vm_page_t m;
3552         int count;
3553
3554         if (SLIST_EMPTY(free))
3555                 return;
3556
3557         count = 0;
3558         while ((m = SLIST_FIRST(free)) != NULL) {
3559                 count++;
3560                 SLIST_REMOVE_HEAD(free, plinks.s.ss);
3561                 vm_page_free_toq(m);
3562         }
3563
3564         if (update_wire_count)
3565                 vm_wire_sub(count);
3566 }
3567
3568 /*
3569  *      vm_page_wire:
3570  *
3571  * Mark this page as wired down.  If the page is fictitious, then
3572  * its wire count must remain one.
3573  *
3574  * The page must be locked.
3575  */
3576 void
3577 vm_page_wire(vm_page_t m)
3578 {
3579
3580         vm_page_assert_locked(m);
3581         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3582                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3583                     ("vm_page_wire: fictitious page %p's wire count isn't one",
3584                     m));
3585                 return;
3586         }
3587         if (m->wire_count == 0) {
3588                 KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0 ||
3589                     m->queue == PQ_NONE,
3590                     ("vm_page_wire: unmanaged page %p is queued", m));
3591                 vm_wire_add(1);
3592         }
3593         m->wire_count++;
3594         KASSERT(m->wire_count != 0, ("vm_page_wire: wire_count overflow m=%p", m));
3595 }
3596
3597 /*
3598  * vm_page_unwire:
3599  *
3600  * Release one wiring of the specified page, potentially allowing it to be
3601  * paged out.  Returns TRUE if the number of wirings transitions to zero and
3602  * FALSE otherwise.
3603  *
3604  * Only managed pages belonging to an object can be paged out.  If the number
3605  * of wirings transitions to zero and the page is eligible for page out, then
3606  * the page is added to the specified paging queue (unless PQ_NONE is
3607  * specified, in which case the page is dequeued if it belongs to a paging
3608  * queue).
3609  *
3610  * If a page is fictitious, then its wire count must always be one.
3611  *
3612  * A managed page must be locked.
3613  */
3614 bool
3615 vm_page_unwire(vm_page_t m, uint8_t queue)
3616 {
3617         bool unwired;
3618
3619         KASSERT(queue < PQ_COUNT || queue == PQ_NONE,
3620             ("vm_page_unwire: invalid queue %u request for page %p",
3621             queue, m));
3622         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3623                 vm_page_assert_locked(m);
3624
3625         unwired = vm_page_unwire_noq(m);
3626         if (!unwired || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0 || m->object == NULL)
3627                 return (unwired);
3628
3629         if (vm_page_queue(m) == queue) {
3630                 if (queue == PQ_ACTIVE)
3631                         vm_page_reference(m);
3632                 else if (queue != PQ_NONE)
3633                         vm_page_requeue(m);
3634         } else {
3635                 vm_page_dequeue(m);
3636                 if (queue != PQ_NONE) {
3637                         vm_page_enqueue(m, queue);
3638                         if (queue == PQ_ACTIVE)
3639                                 /* Initialize act_count. */
3640                                 vm_page_activate(m);
3641                 }
3642         }
3643         return (unwired);
3644 }
3645
3646 /*
3647  *
3648  * vm_page_unwire_noq:
3649  *
3650  * Unwire a page without (re-)inserting it into a page queue.  It is up
3651  * to the caller to enqueue, requeue, or free the page as appropriate.
3652  * In most cases, vm_page_unwire() should be used instead.
3653  */
3654 bool
3655 vm_page_unwire_noq(vm_page_t m)
3656 {
3657
3658         if ((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0)
3659                 vm_page_assert_locked(m);
3660         if ((m->flags & PG_FICTITIOUS) != 0) {
3661                 KASSERT(m->wire_count == 1,
3662             ("vm_page_unwire: fictitious page %p's wire count isn't one", m));
3663                 return (false);
3664         }
3665         if (m->wire_count == 0)
3666                 panic("vm_page_unwire: page %p's wire count is zero", m);
3667         m->wire_count--;
3668         if (m->wire_count == 0) {
3669                 vm_wire_sub(1);
3670                 return (true);
3671         } else
3672                 return (false);
3673 }
3674
3675 /*
3676  * Move the specified page to the tail of the inactive queue, or requeue
3677  * the page if it is already in the inactive queue.
3678  *
3679  * The page must be locked.
3680  */
3681 void
3682 vm_page_deactivate(vm_page_t m)
3683 {
3684
3685         vm_page_assert_locked(m);
3686
3687         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3688                 return;
3689
3690         if (!vm_page_inactive(m)) {
3691                 vm_page_dequeue(m);
3692                 vm_page_enqueue(m, PQ_INACTIVE);
3693         } else
3694                 vm_page_requeue(m);
3695 }
3696
3697 /*
3698  * Move the specified page close to the head of the inactive queue,
3699  * bypassing LRU.  A marker page is used to maintain FIFO ordering.
3700  * As with regular enqueues, we use a per-CPU batch queue to reduce
3701  * contention on the page queue lock.
3702  *
3703  * The page must be locked.
3704  */
3705 void
3706 vm_page_deactivate_noreuse(vm_page_t m)
3707 {
3708
3709         vm_page_assert_locked(m);
3710
3711         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3712                 return;
3713
3714         if (!vm_page_inactive(m)) {
3715                 vm_page_dequeue(m);
3716                 m->queue = PQ_INACTIVE;
3717         }
3718         if ((m->aflags & PGA_REQUEUE_HEAD) == 0)
3719                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REQUEUE_HEAD);
3720         vm_pqbatch_submit_page(m, PQ_INACTIVE);
3721 }
3722
3723 /*
3724  * vm_page_launder
3725  *
3726  *      Put a page in the laundry, or requeue it if it is already there.
3727  */
3728 void
3729 vm_page_launder(vm_page_t m)
3730 {
3731
3732         vm_page_assert_locked(m);
3733         if (m->wire_count > 0 || (m->oflags & VPO_UNMANAGED) != 0)
3734                 return;
3735
3736         if (vm_page_in_laundry(m))
3737                 vm_page_requeue(m);
3738         else {
3739                 vm_page_dequeue(m);
3740                 vm_page_enqueue(m, PQ_LAUNDRY);
3741         }
3742 }
3743
3744 /*
3745  * vm_page_unswappable
3746  *
3747  *      Put a page in the PQ_UNSWAPPABLE holding queue.
3748  */
3749 void
3750 vm_page_unswappable(vm_page_t m)
3751 {
3752
3753         vm_page_assert_locked(m);
3754         KASSERT(m->wire_count == 0 && (m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
3755             ("page %p already unswappable", m));
3756
3757         vm_page_dequeue(m);
3758         vm_page_enqueue(m, PQ_UNSWAPPABLE);
3759 }
3760
3761 /*
3762  * Attempt to free the page.  If it cannot be freed, do nothing.  Returns true
3763  * if the page is freed and false otherwise.
3764  *
3765  * The page must be managed.  The page and its containing object must be
3766  * locked.
3767  */
3768 bool
3769 vm_page_try_to_free(vm_page_t m)
3770 {
3771
3772         vm_page_assert_locked(m);
3773         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3774         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0, ("page %p is unmanaged", m));
3775         if (m->dirty != 0 || vm_page_held(m) || vm_page_busied(m))
3776                 return (false);
3777         if (m->object->ref_count != 0) {
3778                 pmap_remove_all(m);
3779                 if (m->dirty != 0)
3780                         return (false);
3781         }
3782         vm_page_free(m);
3783         return (true);
3784 }
3785
3786 /*
3787  * vm_page_advise
3788  *
3789  *      Apply the specified advice to the given page.
3790  *
3791  *      The object and page must be locked.
3792  */
3793 void
3794 vm_page_advise(vm_page_t m, int advice)
3795 {
3796
3797         vm_page_assert_locked(m);
3798         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
3799         if (advice == MADV_FREE)
3800                 /*
3801                  * Mark the page clean.  This will allow the page to be freed
3802                  * without first paging it out.  MADV_FREE pages are often
3803                  * quickly reused by malloc(3), so we do not do anything that
3804                  * would result in a page fault on a later access.
3805                  */
3806                 vm_page_undirty(m);
3807         else if (advice != MADV_DONTNEED) {
3808                 if (advice == MADV_WILLNEED)
3809                         vm_page_activate(m);
3810                 return;
3811         }
3812
3813         /*
3814          * Clear any references to the page.  Otherwise, the page daemon will
3815          * immediately reactivate the page.
3816          */
3817         vm_page_aflag_clear(m, PGA_REFERENCED);
3818
3819         if (advice != MADV_FREE && m->dirty == 0 && pmap_is_modified(m))
3820                 vm_page_dirty(m);
3821
3822         /*
3823          * Place clean pages near the head of the inactive queue rather than
3824          * the tail, thus defeating the queue's LRU operation and ensuring that
3825          * the page will be reused quickly.  Dirty pages not already in the
3826          * laundry are moved there.
3827          */
3828         if (m->dirty == 0)
3829                 vm_page_deactivate_noreuse(m);
3830         else if (!vm_page_in_laundry(m))
3831                 vm_page_launder(m);
3832 }
3833
3834 /*
3835  * Grab a page, waiting until we are waken up due to the page
3836  * changing state.  We keep on waiting, if the page continues
3837  * to be in the object.  If the page doesn't exist, first allocate it
3838  * and then conditionally zero it.
3839  *
3840  * This routine may sleep.
3841  *
3842  * The object must be locked on entry.  The lock will, however, be released
3843  * and reacquired if the routine sleeps.
3844  */
3845 vm_page_t
3846 vm_page_grab(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags)
3847 {
3848         vm_page_t m;
3849         int sleep;
3850         int pflags;
3851
3852         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3853         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3854             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3855             ("vm_page_grab: VM_ALLOC_SBUSY/VM_ALLOC_IGN_SBUSY mismatch"));
3856         pflags = allocflags &
3857             ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK | VM_ALLOC_WAITFAIL);
3858         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) == 0)
3859                 pflags |= VM_ALLOC_WAITFAIL;
3860 retrylookup:
3861         if ((m = vm_page_lookup(object, pindex)) != NULL) {
3862                 sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3863                     vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3864                 if (sleep) {
3865                         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3866                                 return (NULL);
3867                         /*
3868                          * Reference the page before unlocking and
3869                          * sleeping so that the page daemon is less
3870                          * likely to reclaim it.
3871                          */
3872                         vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3873                         vm_page_lock(m);
3874                         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3875                         vm_page_busy_sleep(m, "pgrbwt", (allocflags &
3876                             VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3877                         VM_OBJECT_WLOCK(object);
3878                         goto retrylookup;
3879                 } else {
3880                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3881                                 vm_page_lock(m);
3882                                 vm_page_wire(m);
3883                                 vm_page_unlock(m);
3884                         }
3885                         if ((allocflags &
3886                             (VM_ALLOC_NOBUSY | VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3887                                 vm_page_xbusy(m);
3888                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3889                                 vm_page_sbusy(m);
3890                         return (m);
3891                 }
3892         }
3893         m = vm_page_alloc(object, pindex, pflags);
3894         if (m == NULL) {
3895                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3896                         return (NULL);
3897                 goto retrylookup;
3898         }
3899         if (allocflags & VM_ALLOC_ZERO && (m->flags & PG_ZERO) == 0)
3900                 pmap_zero_page(m);
3901         return (m);
3902 }
3903
3904 /*
3905  * Return the specified range of pages from the given object.  For each
3906  * page offset within the range, if a page already exists within the object
3907  * at that offset and it is busy, then wait for it to change state.  If,
3908  * instead, the page doesn't exist, then allocate it.
3909  *
3910  * The caller must always specify an allocation class.
3911  *
3912  * allocation classes:
3913  *      VM_ALLOC_NORMAL         normal process request
3914  *      VM_ALLOC_SYSTEM         system *really* needs the pages
3915  *
3916  * The caller must always specify that the pages are to be busied and/or
3917  * wired.
3918  *
3919  * optional allocation flags:
3920  *      VM_ALLOC_IGN_SBUSY      do not sleep on soft busy pages
3921  *      VM_ALLOC_NOBUSY         do not exclusive busy the page
3922  *      VM_ALLOC_NOWAIT         do not sleep
3923  *      VM_ALLOC_SBUSY          set page to sbusy state
3924  *      VM_ALLOC_WIRED          wire the pages
3925  *      VM_ALLOC_ZERO           zero and validate any invalid pages
3926  *
3927  * If VM_ALLOC_NOWAIT is not specified, this routine may sleep.  Otherwise, it
3928  * may return a partial prefix of the requested range.
3929  */
3930 int
3931 vm_page_grab_pages(vm_object_t object, vm_pindex_t pindex, int allocflags,
3932     vm_page_t *ma, int count)
3933 {
3934         vm_page_t m, mpred;
3935         int pflags;
3936         int i;
3937         bool sleep;
3938
3939         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
3940         KASSERT(((u_int)allocflags >> VM_ALLOC_COUNT_SHIFT) == 0,
3941             ("vm_page_grap_pages: VM_ALLOC_COUNT() is not allowed"));
3942         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_NOBUSY) == 0 ||
3943             (allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0,
3944             ("vm_page_grab_pages: the pages must be busied or wired"));
3945         KASSERT((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) == 0 ||
3946             (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0,
3947             ("vm_page_grab_pages: VM_ALLOC_SBUSY/IGN_SBUSY mismatch"));
3948         if (count == 0)
3949                 return (0);
3950         pflags = allocflags & ~(VM_ALLOC_NOWAIT | VM_ALLOC_WAITOK |
3951             VM_ALLOC_WAITFAIL | VM_ALLOC_IGN_SBUSY);
3952         if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) == 0)
3953                 pflags |= VM_ALLOC_WAITFAIL;
3954         i = 0;
3955 retrylookup:
3956         m = vm_radix_lookup_le(&object->rtree, pindex + i);
3957         if (m == NULL || m->pindex != pindex + i) {
3958                 mpred = m;
3959                 m = NULL;
3960         } else
3961                 mpred = TAILQ_PREV(m, pglist, listq);
3962         for (; i < count; i++) {
3963                 if (m != NULL) {
3964                         sleep = (allocflags & VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0 ?
3965                             vm_page_xbusied(m) : vm_page_busied(m);
3966                         if (sleep) {
3967                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3968                                         break;
3969                                 /*
3970                                  * Reference the page before unlocking and
3971                                  * sleeping so that the page daemon is less
3972                                  * likely to reclaim it.
3973                                  */
3974                                 vm_page_aflag_set(m, PGA_REFERENCED);
3975                                 vm_page_lock(m);
3976                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
3977                                 vm_page_busy_sleep(m, "grbmaw", (allocflags &
3978                                     VM_ALLOC_IGN_SBUSY) != 0);
3979                                 VM_OBJECT_WLOCK(object);
3980                                 goto retrylookup;
3981                         }
3982                         if ((allocflags & VM_ALLOC_WIRED) != 0) {
3983                                 vm_page_lock(m);
3984                                 vm_page_wire(m);
3985                                 vm_page_unlock(m);
3986                         }
3987                         if ((allocflags & (VM_ALLOC_NOBUSY |
3988                             VM_ALLOC_SBUSY)) == 0)
3989                                 vm_page_xbusy(m);
3990                         if ((allocflags & VM_ALLOC_SBUSY) != 0)
3991                                 vm_page_sbusy(m);
3992                 } else {
3993                         m = vm_page_alloc_after(object, pindex + i,
3994                             pflags | VM_ALLOC_COUNT(count - i), mpred);
3995                         if (m == NULL) {
3996                                 if ((allocflags & VM_ALLOC_NOWAIT) != 0)
3997                                         break;
3998                                 goto retrylookup;
3999                         }
4000                 }
4001                 if (m->valid == 0 && (allocflags & VM_ALLOC_ZERO) != 0) {
4002                         if ((m->flags & PG_ZERO) == 0)
4003                                 pmap_zero_page(m);
4004                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
4005                 }
4006                 ma[i] = mpred = m;
4007                 m = vm_page_next(m);
4008         }
4009         return (i);
4010 }
4011
4012 /*
4013  * Mapping function for valid or dirty bits in a page.
4014  *
4015  * Inputs are required to range within a page.
4016  */
4017 vm_page_bits_t
4018 vm_page_bits(int base, int size)
4019 {
4020         int first_bit;
4021         int last_bit;
4022
4023         KASSERT(
4024             base + size <= PAGE_SIZE,
4025             ("vm_page_bits: illegal base/size %d/%d", base, size)
4026         );
4027
4028         if (size == 0)          /* handle degenerate case */
4029                 return (0);
4030
4031         first_bit = base >> DEV_BSHIFT;
4032         last_bit = (base + size - 1) >> DEV_BSHIFT;
4033
4034         return (((vm_page_bits_t)2 << last_bit) -
4035             ((vm_page_bits_t)1 << first_bit));
4036 }
4037
4038 /*
4039  *      vm_page_set_valid_range:
4040  *
4041  *      Sets portions of a page valid.  The arguments are expected
4042  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
4043  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
4044  *      such chunks will be zeroed.
4045  *
4046  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
4047  */
4048 void
4049 vm_page_set_valid_range(vm_page_t m, int base, int size)
4050 {
4051         int endoff, frag;
4052
4053         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4054         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
4055                 return;
4056
4057         /*
4058          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
4059          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
4060          * first block.
4061          */
4062         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
4063             (m->valid & (1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4064                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
4065
4066         /*
4067          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
4068          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
4069          * the last block.
4070          */
4071         endoff = base + size;
4072         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
4073             (m->valid & (1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4074                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
4075                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
4076
4077         /*
4078          * Assert that no previously invalid block that is now being validated
4079          * is already dirty.
4080          */
4081         KASSERT((~m->valid & vm_page_bits(base, size) & m->dirty) == 0,
4082             ("vm_page_set_valid_range: page %p is dirty", m));
4083
4084         /*
4085          * Set valid bits inclusive of any overlap.
4086          */
4087         m->valid |= vm_page_bits(base, size);
4088 }
4089
4090 /*
4091  * Clear the given bits from the specified page's dirty field.
4092  */
4093 static __inline void
4094 vm_page_clear_dirty_mask(vm_page_t m, vm_page_bits_t pagebits)
4095 {
4096         uintptr_t addr;
4097 #if PAGE_SIZE < 16384
4098         int shift;
4099 #endif
4100
4101         /*
4102          * If the object is locked and the page is neither exclusive busy nor
4103          * write mapped, then the page's dirty field cannot possibly be
4104          * set by a concurrent pmap operation.
4105          */
4106         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4107         if (!vm_page_xbusied(m) && !pmap_page_is_write_mapped(m))
4108                 m->dirty &= ~pagebits;
4109         else {
4110                 /*
4111                  * The pmap layer can call vm_page_dirty() without
4112                  * holding a distinguished lock.  The combination of
4113                  * the object's lock and an atomic operation suffice
4114                  * to guarantee consistency of the page dirty field.
4115                  *
4116                  * For PAGE_SIZE == 32768 case, compiler already
4117                  * properly aligns the dirty field, so no forcible
4118                  * alignment is needed. Only require existence of
4119                  * atomic_clear_64 when page size is 32768.
4120                  */
4121                 addr = (uintptr_t)&m->dirty;
4122 #if PAGE_SIZE == 32768
4123                 atomic_clear_64((uint64_t *)addr, pagebits);
4124 #elif PAGE_SIZE == 16384
4125                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits);
4126 #else           /* PAGE_SIZE <= 8192 */
4127                 /*
4128                  * Use a trick to perform a 32-bit atomic on the
4129                  * containing aligned word, to not depend on the existence
4130                  * of atomic_clear_{8, 16}.
4131                  */
4132                 shift = addr & (sizeof(uint32_t) - 1);
4133 #if BYTE_ORDER == BIG_ENDIAN
4134                 shift = (sizeof(uint32_t) - sizeof(m->dirty) - shift) * NBBY;
4135 #else
4136                 shift *= NBBY;
4137 #endif
4138                 addr &= ~(sizeof(uint32_t) - 1);
4139                 atomic_clear_32((uint32_t *)addr, pagebits << shift);
4140 #endif          /* PAGE_SIZE */
4141         }
4142 }
4143
4144 /*
4145  *      vm_page_set_validclean:
4146  *
4147  *      Sets portions of a page valid and clean.  The arguments are expected
4148  *      to be DEV_BSIZE aligned but if they aren't the bitmap is inclusive
4149  *      of any partial chunks touched by the range.  The invalid portion of
4150  *      such chunks will be zero'd.
4151  *
4152  *      (base + size) must be less then or equal to PAGE_SIZE.
4153  */
4154 void
4155 vm_page_set_validclean(vm_page_t m, int base, int size)
4156 {
4157         vm_page_bits_t oldvalid, pagebits;
4158         int endoff, frag;
4159
4160         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4161         if (size == 0)  /* handle degenerate case */
4162                 return;
4163
4164         /*
4165          * If the base is not DEV_BSIZE aligned and the valid
4166          * bit is clear, we have to zero out a portion of the
4167          * first block.
4168          */
4169         if ((frag = rounddown2(base, DEV_BSIZE)) != base &&
4170             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (base >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4171                 pmap_zero_page_area(m, frag, base - frag);
4172
4173         /*
4174          * If the ending offset is not DEV_BSIZE aligned and the
4175          * valid bit is clear, we have to zero out a portion of
4176          * the last block.
4177          */
4178         endoff = base + size;
4179         if ((frag = rounddown2(endoff, DEV_BSIZE)) != endoff &&
4180             (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << (endoff >> DEV_BSHIFT))) == 0)
4181                 pmap_zero_page_area(m, endoff,
4182                     DEV_BSIZE - (endoff & (DEV_BSIZE - 1)));
4183
4184         /*
4185          * Set valid, clear dirty bits.  If validating the entire
4186          * page we can safely clear the pmap modify bit.  We also
4187          * use this opportunity to clear the VPO_NOSYNC flag.  If a process
4188          * takes a write fault on a MAP_NOSYNC memory area the flag will
4189          * be set again.
4190          *
4191          * We set valid bits inclusive of any overlap, but we can only
4192          * clear dirty bits for DEV_BSIZE chunks that are fully within
4193          * the range.
4194          */
4195         oldvalid = m->valid;
4196         pagebits = vm_page_bits(base, size);
4197         m->valid |= pagebits;
4198 #if 0   /* NOT YET */
4199         if ((frag = base & (DEV_BSIZE - 1)) != 0) {
4200                 frag = DEV_BSIZE - frag;
4201                 base += frag;
4202                 size -= frag;
4203                 if (size < 0)
4204                         size = 0;
4205         }
4206         pagebits = vm_page_bits(base, size & (DEV_BSIZE - 1));
4207 #endif
4208         if (base == 0 && size == PAGE_SIZE) {
4209                 /*
4210                  * The page can only be modified within the pmap if it is
4211                  * mapped, and it can only be mapped if it was previously
4212                  * fully valid.
4213                  */
4214                 if (oldvalid == VM_PAGE_BITS_ALL)
4215                         /*
4216                          * Perform the pmap_clear_modify() first.  Otherwise,
4217                          * a concurrent pmap operation, such as
4218                          * pmap_protect(), could clear a modification in the
4219                          * pmap and set the dirty field on the page before
4220                          * pmap_clear_modify() had begun and after the dirty
4221                          * field was cleared here.
4222                          */
4223                         pmap_clear_modify(m);
4224                 m->dirty = 0;
4225                 m->oflags &= ~VPO_NOSYNC;
4226         } else if (oldvalid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4227                 m->dirty &= ~pagebits;
4228         else
4229                 vm_page_clear_dirty_mask(m, pagebits);
4230 }
4231
4232 void
4233 vm_page_clear_dirty(vm_page_t m, int base, int size)
4234 {
4235
4236         vm_page_clear_dirty_mask(m, vm_page_bits(base, size));
4237 }
4238
4239 /*
4240  *      vm_page_set_invalid:
4241  *
4242  *      Invalidates DEV_BSIZE'd chunks within a page.  Both the
4243  *      valid and dirty bits for the effected areas are cleared.
4244  */
4245 void
4246 vm_page_set_invalid(vm_page_t m, int base, int size)
4247 {
4248         vm_page_bits_t bits;
4249         vm_object_t object;
4250
4251         object = m->object;
4252         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(object);
4253         if (object->type == OBJT_VNODE && base == 0 && IDX_TO_OFF(m->pindex) +
4254             size >= object->un_pager.vnp.vnp_size)
4255                 bits = VM_PAGE_BITS_ALL;
4256         else
4257                 bits = vm_page_bits(base, size);
4258         if (object->ref_count != 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL &&
4259             bits != 0)
4260                 pmap_remove_all(m);
4261         KASSERT((bits == 0 && m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL) ||
4262             !pmap_page_is_mapped(m),
4263             ("vm_page_set_invalid: page %p is mapped", m));
4264         m->valid &= ~bits;
4265         m->dirty &= ~bits;
4266 }
4267
4268 /*
4269  * vm_page_zero_invalid()
4270  *
4271  *      The kernel assumes that the invalid portions of a page contain
4272  *      garbage, but such pages can be mapped into memory by user code.
4273  *      When this occurs, we must zero out the non-valid portions of the
4274  *      page so user code sees what it expects.
4275  *
4276  *      Pages are most often semi-valid when the end of a file is mapped
4277  *      into memory and the file's size is not page aligned.
4278  */
4279 void
4280 vm_page_zero_invalid(vm_page_t m, boolean_t setvalid)
4281 {
4282         int b;
4283         int i;
4284
4285         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4286         /*
4287          * Scan the valid bits looking for invalid sections that
4288          * must be zeroed.  Invalid sub-DEV_BSIZE'd areas ( where the
4289          * valid bit may be set ) have already been zeroed by
4290          * vm_page_set_validclean().
4291          */
4292         for (b = i = 0; i <= PAGE_SIZE / DEV_BSIZE; ++i) {
4293                 if (i == (PAGE_SIZE / DEV_BSIZE) ||
4294                     (m->valid & ((vm_page_bits_t)1 << i))) {
4295                         if (i > b) {
4296                                 pmap_zero_page_area(m,
4297                                     b << DEV_BSHIFT, (i - b) << DEV_BSHIFT);
4298                         }
4299                         b = i + 1;
4300                 }
4301         }
4302
4303         /*
4304          * setvalid is TRUE when we can safely set the zero'd areas
4305          * as being valid.  We can do this if there are no cache consistancy
4306          * issues.  e.g. it is ok to do with UFS, but not ok to do with NFS.
4307          */
4308         if (setvalid)
4309                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
4310 }
4311
4312 /*
4313  *      vm_page_is_valid:
4314  *
4315  *      Is (partial) page valid?  Note that the case where size == 0
4316  *      will return FALSE in the degenerate case where the page is
4317  *      entirely invalid, and TRUE otherwise.
4318  */
4319 int
4320 vm_page_is_valid(vm_page_t m, int base, int size)
4321 {
4322         vm_page_bits_t bits;
4323
4324         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
4325         bits = vm_page_bits(base, size);
4326         return (m->valid != 0 && (m->valid & bits) == bits);
4327 }
4328
4329 /*
4330  * Returns true if all of the specified predicates are true for the entire
4331  * (super)page and false otherwise.
4332  */
4333 bool
4334 vm_page_ps_test(vm_page_t m, int flags, vm_page_t skip_m)
4335 {
4336         vm_object_t object;
4337         int i, npages;
4338
4339         object = m->object;
4340         if (skip_m != NULL && skip_m->object != object)
4341                 return (false);
4342         VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(object);
4343         npages = atop(pagesizes[m->psind]);
4344
4345         /*
4346          * The physically contiguous pages that make up a superpage, i.e., a
4347          * page with a page size index ("psind") greater than zero, will
4348          * occupy adjacent entries in vm_page_array[].
4349          */
4350         for (i = 0; i < npages; i++) {
4351                 /* Always test object consistency, including "skip_m". */
4352                 if (m[i].object != object)
4353                         return (false);
4354                 if (&m[i] == skip_m)
4355                         continue;
4356                 if ((flags & PS_NONE_BUSY) != 0 && vm_page_busied(&m[i]))
4357                         return (false);
4358                 if ((flags & PS_ALL_DIRTY) != 0) {
4359                         /*
4360                          * Calling vm_page_test_dirty() or pmap_is_modified()
4361                          * might stop this case from spuriously returning
4362                          * "false".  However, that would require a write lock
4363                          * on the object containing "m[i]".
4364                          */
4365                         if (m[i].dirty != VM_PAGE_BITS_ALL)
4366                                 return (false);
4367                 }
4368                 if ((flags & PS_ALL_VALID) != 0 &&
4369                     m[i].valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
4370                         return (false);
4371         }
4372         return (true);
4373 }
4374
4375 /*
4376  * Set the page's dirty bits if the page is modified.
4377  */
4378 void
4379 vm_page_test_dirty(vm_page_t m)
4380 {
4381
4382         VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4383         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL && pmap_is_modified(m))
4384                 vm_page_dirty(m);
4385 }
4386
4387 void
4388 vm_page_lock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4389 {
4390
4391         mtx_lock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
4392 }
4393
4394 void
4395 vm_page_unlock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4396 {
4397
4398         mtx_unlock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line);
4399 }
4400
4401 int
4402 vm_page_trylock_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4403 {
4404
4405         return (mtx_trylock_flags_(vm_page_lockptr(m), 0, file, line));
4406 }
4407
4408 #if defined(INVARIANTS) || defined(INVARIANT_SUPPORT)
4409 void
4410 vm_page_assert_locked_KBI(vm_page_t m, const char *file, int line)
4411 {
4412
4413         vm_page_lock_assert_KBI(m, MA_OWNED, file, line);
4414 }
4415
4416 void
4417 vm_page_lock_assert_KBI(vm_page_t m, int a, const char *file, int line)
4418 {
4419
4420         mtx_assert_(vm_page_lockptr(m), a, file, line);
4421 }
4422 #endif
4423
4424 #ifdef INVARIANTS
4425 void
4426 vm_page_object_lock_assert(vm_page_t m)
4427 {
4428
4429         /*
4430          * Certain of the page's fields may only be modified by the
4431          * holder of the containing object's lock or the exclusive busy.
4432          * holder.  Unfortunately, the holder of the write busy is
4433          * not recorded, and thus cannot be checked here.
4434          */
4435         if (m->object != NULL && !vm_page_xbusied(m))
4436                 VM_OBJECT_ASSERT_WLOCKED(m->object);
4437 }
4438
4439 void
4440 vm_page_assert_pga_writeable(vm_page_t m, uint8_t bits)
4441 {
4442
4443         if ((bits & PGA_WRITEABLE) == 0)
4444                 return;
4445
4446         /*
4447          * The PGA_WRITEABLE flag can only be set if the page is
4448          * managed, is exclusively busied or the object is locked.
4449          * Currently, this flag is only set by pmap_enter().
4450          */
4451         KASSERT((m->oflags & VPO_UNMANAGED) == 0,
4452             ("PGA_WRITEABLE on unmanaged page"));
4453         if (!vm_page_xbusied(m))
4454                 VM_OBJECT_ASSERT_LOCKED(m->object);
4455 }
4456 #endif
4457
4458 #include "opt_ddb.h"
4459 #ifdef DDB
4460 #include <sys/kernel.h>
4461
4462 #include <ddb/ddb.h>
4463
4464 DB_SHOW_COMMAND(page, vm_page_print_page_info)
4465 {
4466
4467         db_printf("vm_cnt.v_free_count: %d\n", vm_free_count());
4468         db_printf("vm_cnt.v_inactive_count: %d\n", vm_inactive_count());
4469         db_printf("vm_cnt.v_active_count: %d\n", vm_active_count());
4470         db_printf("vm_cnt.v_laundry_count: %d\n", vm_laundry_count());
4471         db_printf("vm_cnt.v_wire_count: %d\n", vm_wire_count());
4472         db_printf("vm_cnt.v_free_reserved: %d\n", vm_cnt.v_free_reserved);
4473         db_printf("vm_cnt.v_free_min: %d\n", vm_cnt.v_free_min);
4474         db_printf("vm_cnt.v_free_target: %d\n", vm_cnt.v_free_target);
4475         db_printf("vm_cnt.v_inactive_target: %d\n", vm_cnt.v_inactive_target);
4476 }
4477
4478 DB_SHOW_COMMAND(pageq, vm_page_print_pageq_info)
4479 {
4480         int dom;
4481
4482         db_printf("pq_free %d\n", vm_free_count());
4483         for (dom = 0; dom < vm_ndomains; dom++) {
4484                 db_printf(
4485     "dom %d page_cnt %d free %d pq_act %d pq_inact %d pq_laund %d pq_unsw %d\n",
4486                     dom,
4487                     vm_dom[dom].vmd_page_count,
4488                     vm_dom[dom].vmd_free_count,
4489                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_ACTIVE].pq_cnt,
4490                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_INACTIVE].pq_cnt,
4491                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_LAUNDRY].pq_cnt,
4492                     vm_dom[dom].vmd_pagequeues[PQ_UNSWAPPABLE].pq_cnt);
4493         }
4494 }
4495
4496 DB_SHOW_COMMAND(pginfo, vm_page_print_pginfo)
4497 {
4498         vm_page_t m;
4499         boolean_t phys, virt;
4500
4501         if (!have_addr) {
4502                 db_printf("show pginfo addr\n");
4503                 return;
4504         }
4505
4506         phys = strchr(modif, 'p') != NULL;
4507         virt = strchr(modif, 'v') != NULL;
4508         if (virt)
4509                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(pmap_kextract(addr));
4510         else if (phys)
4511                 m = PHYS_TO_VM_PAGE(addr);
4512         else
4513                 m = (vm_page_t)addr;
4514         db_printf(
4515     "page %p obj %p pidx 0x%jx phys 0x%jx q %d hold %d wire %d\n"
4516     "  af 0x%x of 0x%x f 0x%x act %d busy %x valid 0x%x dirty 0x%x\n",
4517             m, m->object, (uintmax_t)m->pindex, (uintmax_t)m->phys_addr,
4518             m->queue, m->hold_count, m->wire_count, m->aflags, m->oflags,
4519             m->flags, m->act_count, m->busy_lock, m->valid, m->dirty);
4520 }
4521 #endif /* DDB */